The Gibbs Phase Rule

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材料科学与基础英文词汇

材料科学与基础英文词汇

材料科学基础重要概念(中英文)晶体学基础布助J 」|1 戊阵(Bravais lattice) 体心化(bodycentering) 底心化(base centering) 持殊心化(jipxiul ccnicring 〉 rtfiftn (crystal plane) rft (平)面拆数(crystal - plane indicc) 晶帯(zone)倒易空问(reciprocal space) 参考球(reference sphere) 经线(longitude) 赤道平HU equator plane) 极网(polenet) 结构基元(motif) 晶体几何学(geometrical cryskillography) 昴休物理学(cry 曲l 】ographysic§)等同点(equivalent point) 贞阵(lattice)初基矢莹(prinuhvc translation vector,) 复式初基 m 胞(multiple - primitive cell) 对 称元素(syninictTyelement) 对称群(syinmctry group) 被动操作{pas si vcoperation) 点阵冇心化(centering of lattice) itl 心化(佃cc centering}"i [tn 心化(one - face centering ) 晶向 C crystaldirection)拈向(方向)扌R 数(crystal-direction indice) 晶向族(t&E ・ of crystal • plane) 倒易点阵(reciprocal lattice )极射赤向投影(stcrcograpliicp 「ojcctioD) 參考网绍(reference grid) 纬线(latitude 〉 昊氏网(WulTnct) 标旌投彩网(standard projection>甜体结构晶休学(crystalloyaphy) 晶体生成学(crystallo^cny) 辭体结构学(crytallogy) 晶体化学(crystalloclicmistry ) 晶体纟吉构(crystal Ktructurc) 点阵平移矢址(lattice translation vector ) 初级小胞(primi ti vc cell > 点阵當数(UmictjpannnctcT) 对称变换(symmetry translation) 主动探作(activeoperation) 国 际符号(mtcmatioiial notation ) 点对称找作(poim$yminctry opcralion) 症转操哲 (rotation opcratkm) 二次.旋转轴 Cftvo ・ fold axc» diad)四次旋转柚 Cfbur - fold axe, tetrad) 锐像(mirror image ) 对形关系(cnantioiiiorphic rcl ation) 反海 C inversion ) 晶系(crystal system) 「卩斜晶系(iiwnoclinic system) 囚方晶系〈止方晶系)(tetragonal system) 八•方晶系(hexagonalsystem > 熊夫利斯符号(Schocnflics notation) 用等操作(咆位操作)<identity) 血转轴(rotationaxe) 三次旋转牠(three 一 fold axe, triad)7< 次旋转轴(six - told axe, hexad > 镜仙(mirror plane)同宇 C congruent) 旋转反温(rotation - inversion ) 三余卜晶系(triclinic system ) 止交晶系(斜方晶系)orthogonal system) 龙方晶系(cubic system) 菱方晶系(rhombohcdral system )品休结构(crystiil structure) 结构符号(structure symbol)鲍林规则(PziilingMrufc) 紙化物结构(oxide structure)有序向溶休(超结构)[ordered solid solution 那晶(quadcrystal)(si^x:r lattice)]彭罗斯拼物(Penrose tiling)长程有宇参数(long-range order parameter) 短程有丹卷数(shot-Tangc order parameter)品体缺陷向 4ft (disclination)沃轻拉过程(M)lterraS process) 刃型位错(edge dislocation ) 嫖型位4ft (screwdislocation) 浪合型位箱(mixed dislocation) 柏氏冋路(Burgers circuit) 柏氏矢直:( Burgers vector) 位钳耳(dislocation loop) 位错密投(dislocation density) 位钳的孙性能(clastic energy of dislocation) 位错线张力(tension of dislocation)致密度(空问玻充效率)(efficiency of space filling) 配位数(coordination number} 配位多面体〈coordination polvhedra> 拓扑密堆相(ropologioally close - packed phase)金属晶休(meta 】 crystal) 离干晶体(ionic crystal) 共价晶休(cowulent crysUd) 分千晶体(molecularcrystal) 原干半径和离予半径(atomic radius and ionic rad: us)原干结构休积(volume odrurturc per storn) 体密疲(volumetric density,p v) 血巒度(plunw density, p P ) 綾密度(linear density; p L ) 金刚石结构(diamoiKlstructure) 纳米碳管(carbon nano tube) 轻换固溶休(substitutional solid solution ) 填陳向溶休(intcTStitiiil solid solution) 尺寸快I 素(sizedketor) 价电子浓度 C valanct electron concentration) 电子化合物(electron compound) 间隙化合物(interKtitial compound) 尺、JI 犬I 素化合物(Bizc~fhctwcQinfXHind 〉 Laves 相(Laws phase) 。

材料科学基础名词解释中英

材料科学基础名词解释中英

《材料科学基础》名词解释AOrowan mechanism (奥罗万机制)位错绕过第二相粒子,形成包围第二相粒子的位错环的机制。

Austenite(奥氏体)碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

B布拉菲点阵除考虑晶胞外形外,还考虑阵点位置所构成的点阵。

Half-coherent interface(半共格相界)两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大,则在相界面上不可能做到完全一一对应,于是在界面上将产生一些位错,以降低界面弹性应变能。

这时两相原子部分保持匹配,这样的界面称为半共格界面。

Sheet texture(板织构)轧板时形成的组织的择优取向。

Peritectic reaction(包晶反应)固相和液相生成另一成分的固溶体的反应Peritectic segregation(包晶偏析)新生成的固相的芯部保留残余的原有固相,新相本身成分也不均匀。

Peritectic phase diagram(包晶相图)具有包晶反应的相图Peritectoid reaction(包析反应)由两个固相反应得到一个固相的过程为包析反应。

Cellular structure(胞状结构)成分过冷区很小时,固相突出部分局限在很小区域内,不生成侧向枝晶。

Intrinstic diffusion coefficient(本征扩散系数)依赖热缺陷进行的扩散的扩散系数。

Transformed ledeburite(变态莱氏体)渗碳体和奥氏体组成的莱氏体冷却至727℃时奥氏体发生共析反应转变为珠光体,此时称变态莱氏体。

Deformation twins(变形孪晶)晶体通过孪生方式发生塑性变形时产生的孪晶(BCC,HCP)Chill zone(表层细晶区)和低温铸模模壁接触,强烈过冷形成的细小的方向杂乱的等轴晶粒细晶区。

Burger’s vector(柏氏矢量)表征位错引起的晶格点阵畸变大小和方向的物理量。

Asymmetric tilt boundary(不对称倾斜晶界)晶界两侧晶粒不对称的小角度晶界,界面含两套垂直的刃型位错。

吉布斯相律

吉布斯相律

吉布斯相律
吉布斯相律(Gibbs'Phase Rule)是美国化学家马克·特斯洛·吉布斯在1876年提出的一条规则,主要用于解释物质在多组分体系中稳定性的变化情况。

根据这条规则,当一个有F个组份的体系改变压力、温度或其他影响因素时,该体系中稳定的相数将满足如下关系:
F = C + 2 - P
其中,F表示组件数,C表示相数,P表示平衡状态。

换而言之,该公式表明,当一个体系中组件的数量和相数已经被确定时,其平衡状态也就确定了。

此外,通过改变体系中的压力和温度,也可以改变体系中的平衡状态。

吉布斯相律可以被用来推断某种物质体系中的相变状态,例如气体、液体、固体的状态等。

例如,一种三元体系中,如果有三个组件,那么根据吉布斯相律,该体系中将会有两个相,即液相和固相。

材料科学专业英语 (4)

材料科学专业英语 (4)
-பைடு நூலகம்-
Point A: single α phase region Point B: α+L two phase region
This complete solubility is explained by the fact that both Cu and Ni have the same crystal structure (FCC), nearly identical atomic radii and electronegativities, and similar valences. The copper–nickel system is termed isomorphous because of this complete liquid and solid solubility of the two components.
Mixing heat and configurational entropy need to be considered Gs GM H TSm
For idea solution, H 0
Gid ,s G M TSm
For regular solution, H 0
Gr,s G M H TSm
-5-
BINARY PHASE DIAGRAMS BINARY ISOMORPHOUS SYSTEMS
- Thermodynamic consideration
Components: A and B
For simple mechanical mixture
GM X AGA X BGB
XA XB 1
-15-
DEVELOPMENT OF MICROSTRUCTURE IN EUTECTIC ALLOYS Microstructural development of Pb-rich phase

Gibbs规则

Gibbs规则
最后也是最重要的一条:“永远支持NCIS”
Gibbs:我啥时候说过这话了?
Rule #51: Sometimes-You're wrong.
"有时,你是错的"
7X24 Rule Fifty-One
Gibbs在写有#13的纸片背面,写下了#51,第七季结局。
Gibbs还有几句比较经典的话
Gibbs回忆ShaБайду номын сангаасnon当初翻看纸条的情景,我要哭了。。。
Rule #45: if you get held up at customs, use Gibbs' name
如果过海关被拦截下来,用Gibbs的名字
7.24 Rule Fifty-one
Rule #50: Always watch NCIS
Rule #4: If you have a secret, the best thing is to keep it to yourself. The second-best is to tell one other person if you must. There is no third-best.
"如果,貌似有人要对你下手,那准没错"
7X22 Borderland
有人暗中要对付Boss,Abby难以抉择
Rule #44: First things first. Hide the women and children.
"重中之重,把妇女和儿童藏起来"
7X24 Rule Fifty-One
“如果你想活命的话,千万不要弄洒/搞糟一位陆战队员的咖啡”
2X9 Forced Entry,基本上,撞翻Gibbs的咖啡比撞上他本人还要糟。。。

相律分析及相图表示

相律分析及相图表示

6) 具有液相分层的二元相图 溶解度随温度的变化
t/oC
20 40 60 80 100 120 132.8
水相wB% 8.5 7.0 6.4 7.2 9.3 14.0 37 醇相wB% 83.6 81.6 79.0 75.2 70.2 61.5 37
a,b (L’,L”): 共轭溶液 (conjugate
CaO-C2S体系:具有一个低共熔点。 含有一个异分熔化化合物C3S,存在温 度为1250-1900℃。低于1250℃时C3S 分解为CaO和C2S。
C2S-CS体系: 含有一个异分熔化 化合物C3S2和一个包晶点。在 1475℃发生包晶反应:
L+C2S=C3S2
CS-SiO2体系:具有一个共晶点; 存在一个两液相分层区(L1+L2), 两个液相在1700℃以上平衡共存。 1700℃时的相平衡关系为:
1) 具有一个稳定化合物的二元相图
2) 具有一个不稳定化合物的二元相图
T=Tp时,发生包晶反应:
Lp + A
C (AmBn)
析晶路线
T
a
L
L+A E A+C
1
b
K
P GD
L+C OH
M L+B
F
C+B
L C
B
A
C
B
L B
熔体1 L
K [M , (B)]
p=1 f=2
p=2 f=1
P[F, 开始转溶B+(C)]LP +BC p=3 f=0
炉渣中有Fe2O3出现时,有利于CaO的溶解,在烧
结过程中有利于铁酸钙粘结相的形成。
3. 三元体系相图
3.1 三元系的组成表示法

材料导论中英文讲稿 (14)

材料导论中英文讲稿 (14)

Phase diagramHello everybody, welcome to my class. Today, we will talk about phase diagram and Gibbs phase rule, as well as how to calculate the corresponding proportion of liquid phase and solid phase.译文:大家好,欢迎来到我的课程。

今天,我们将讨论相图,吉布斯相律,以及如何计算液相和固相的相对含量。

First of all, let’s introduce the definition of phase. Phase is defined as a homogeneous part or aggregation of material. This homogenous part is distinguished from another part due to difference in structure, composition, or both. The different structures form an interface to difference in structure and composition. (这里要注意相的概念,相是指在结构和组成方面与其它部分不同的均匀体。

)译文:我们首先学习相的定义。

相是指在一种材料中,结构、组成,或两者同时不同于其他部分的均匀体或聚集体部分。

不同部分间形成界面,也就是相与相之间的分界面。

Some solid materials have the capability of changing their crystal structure under the varying conditions of pressure and temperature, causing an ability of phase-change.译文:一些固体材料随着压力和温度条件的改变而发生结晶结构变化,具有相变的能力。

相平衡与相图

相平衡与相图
17
5.5 -6 80 327 271 451 657 1412
-26 -71 60 246 144 306 578 1090
50 24 64 88 55 69 89 32
合金体系"热分析"原理
热分析法研究固液平衡体系相图主要是依据体系发生相变时伴随着相变潜热的吸 收或放出,导致体系冷却速度的变化,来研究相变过程的规律。由实验数据所绘 制的温度(T)与时间(t)的曲线,称为“步冷曲线”,由步冷曲线斜率的变化可提 供相的产生、消失、和达成相平衡的信息。
4
610.62
273.16
水的相图
2.2 单组分体系的两相平衡- 克拉贝龙(Clapeyron)方程式
可适用于任何纯物质体系的各类两相平衡,如气~液、气~固、液~固或固~固 晶型转变等。
如气~液、气~固、液~固或固~固晶型转变等。如果 α、β 两相中有一相是气相(设 β 为气相),则因气体体积远大于液体和固体的体积,即 Vm(g)》Vm(l) 或 Vm(s) 。对比之 下可略去液相或固相的体积,而
可得 Φ = 1 ,f = 3 Φ = 2 ,f = 2 Φ = 3 ,f = 1 Φ = 4 ,f = 0
即"三变量体系" 即"二变量体系" 即"单变量体系" 即"无变量体系"
通常情况下,描述体系状态时以温度(T)、压力(p)和组成 (浓度 x1 或 x2 )三个变量为坐标构成的立体模型图。
固定 T 就得 p~x 图,固定 p 就得 T~x 图对工业上的提纯、分离、精馏、分馏 分面很有实用价值
6
三、二级相变
一类相变称之为一级相变(first order phase transition),特点是,如果改变体系的独 立强度变量(例如 pVT 系统的 t,p,x1,x2,……,xr ),一旦这些变量或其中之一 达到相变能发生的值时,从宏观上看相变将突然发生。它是一种不连续的突变现象,表 现出在确定的强度变量值时发生,同时体积、熵、焓等热力学量发生不连续的但有限的 突变。我们通常所见的气、液、固态的相变都属于这类相变。

NCIS -- Gibbs rules (Gibbs准则)

NCIS -- Gibbs rules (Gibbs准则)

Gibbs rules编号英文原文中文翻译首次出现集数#1 Never let suspects stay together. 不要让嫌疑犯待在一起S01E01#1 Never screw over your partner. 绝对不要在背后捅你的伙伴一刀S04E14#2 Always wear gloves at a crime scene. 在犯罪现场永远要戴手套S01E01#3 Don't believe what you're told. Double-check. 不要轻信别人告诉你的话.要加以查证S01E01#3 Never be unreachable 永远不要让别人联络不到你S03E13#4 If you have a secret, the best thing is to keep it to yourself. The second-best is to tell one other person if you must. There is no third best. 如果你有个秘密,保守它的最好办法?藏在自己心里。

第二好的办法?告诉一个你必须告知的人,没有第三好的了S04E14#5 Don't waste good. 别错过人才S08E22#6 Never say you're sorry. It's a sign of weakness. 绝对不要道歉,那是软弱的象征S07E12#7 Always be specific when you lie. 说谎时要具体一点S01E23#8 Never take anything for granted. 不要认为事情是理所当然的S03E10#8 Never asume. 不要随意假设S09E21#9 Never go anywhere without a knife. 不管去哪里都要带刀S01E13#10 Never get personally involved in a case. 办案的时候切忌参杂个人感情S07E21#11 When the job is done, walk away. 当工作结束后,走开S06E24#12 Never date a coworker. 绝对不要跟同事约会S01E15#13 Never, ever involve lawyers. 绝对不要牵涉到律师S06E07#15 Always work as a team. 永远要记得团队合作S05E05#16 If someone thinks they have the upper hand,break it. 如果有人自认高人一筹,打破他这种感觉S08E24#18 It's better to ask forgiveness than ask permission. 先斩后奏更有效率S03E04#22 Never, ever interrupt Gibbs in interrogation. 绝对不要打扰吉布斯侦讯S04E10#23 Never mess with a Marine's coffee if you want to live. 如果你还想活的话,绝对不要打翻海军的咖啡S02E09#27 There are two ways to follow someone. 1st way - they never notice you;2nd way - they only notice you. 有两种跟踪方法。

材料化学--相平衡和相转变

材料化学--相平衡和相转变

等含量规则:在等边三角 形中,平行于某一边的直 线上任一点都含有等量的 对面顶点的组元;
共轭相:可以用结点表示的彼此平衡的相; 杠杆规则:在多相系统中,表示两相平衡时的系统总组成
点处于结线上并将结线分成两段,结线的两个端点分别表 示每一相的组成,两线段的长度与各相的含量成反比。
11
呆性点(中性点):在特殊条件下(如形成一致熔化合物) 能使两相成为相同组成而使系统消失一个自由度的点(如 共熔点或称共晶点)。

1200℃


~2370C


1000℃
单斜 四方:转变迅速,伴随 7 ~ 9 % 的体积收缩;
—— 添加适量的 CaO 或 Y2O3 形成稳定的立方晶相。
20
3. 二元体系的相图
二元体系:组元数为2的体系; 对于固态体系,蒸气相很不重要,因此:
F=C+1–P=3–P ——最小自由度为0 最多平衡共存的相数为3; —— 二元体系只包括温度和组成浓度两个变量,二元相
相区接触法则:相邻相区的相数差1(点接触除外)。
立体相图中彼 此以面接触的
相区
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2. 单元体系的相图
单元体系:组元数为1的体系; F=C+2–P=3–P
系统中相数不可能小于1 最大自由度为2; 最小自由度为0 最多平衡共存的相数为3。 —— 不存在浓度问题,影响系统平衡的因素只有温度和
3. 必须正确判断独立组分数、独立化学反应式、相数以及限制条件数, 才能正确应用相律;
4. 自由度只取“0”以上的正值,如果出现负值,则说明体系可能处于 非平衡态。
8
相图
相图(平衡状态图,或平衡相图):反映物质随温度、压 力等外界条件变化而变化的关系的状态图,表示热力学平 衡条件下体系所处的状态,包括所含的相数,各相的形态、 组成和数量。

5 《材料科学基础》第五章 相平衡和相图

5 《材料科学基础》第五章 相平衡和相图

( p -T 图)
自由
一、水的相图
冰的熔融曲线 水的饱和蒸汽压曲线(蒸发曲线)
3个相区:
p=1, f=2 ,双变量系统(T、P) 3条界线: p=2 , f= 1,单变量系统(T或P) 1个无变量点(三相点):
T
p=3 , f=0 ,无变量系统
冰的饱和蒸汽压曲线(升华曲线)
??
注意:
•冰点和三相点O
第五章
第五章
§5.1
相平衡和相图
基本知识
§5.2
§5.3
单元系统
二元系统
§5.4
三元系统
§5.1
相平衡与相图的基本知识
一、相平衡的基本概念 二、相律 三、相平衡的研究方法
一、相平衡的基本概念
相平衡:是研究一个多组分(或单组分)多相系统中相的平
衡问题,即多相系统的平衡状态(包括相的个数、各相的状态、
二、二元凝聚系统相图的基本类型
三、复杂二元相图的分析步骤
四、二元系统专业相图
要求
一、二元系统相图的表示方法及杠杆规则
1、作为特种陶瓷的重要原料
由于7%~9%的体积效应,常加适量CaO或Y2O3稳定剂。
在>1500℃以上与四方型ZrO2形成立方晶型固溶体,称稳定
化立方ZrO2 。
2、熔点高(2680℃),作耐火材料 3、利用导氧导电性能,作氧敏传感器元件 4、利用体积效应,对陶瓷材料进行相变增韧。
增韧机理: 微裂纹增韧
实线部分: 四个单相区: 五条界线:
两个无变量点:
晶体的升华曲线(或延长线)与液体的蒸发曲线(或延长线) 的交点是该晶体的熔点。 两种晶型的升华曲线(或延长线)的交点是两种晶型的晶型转 变点。

物理化学-第四章相平衡

物理化学-第四章相平衡

所以 C=1 单组分系统
例2. 碳在氧气中燃烧,有如下方程:
(1) C(s)+O2 (g)=CO2 (g)
(2)
C(s)+
1 2
O2
(g)=CO(g)
因为(3)=(1) - (2) 所以 R=2
1 (3) CO(g)+ 2 O2 (g)=CO2 (g)
S = 4, R’=0, 则 C=4-2=2 二组分系统

两相平衡: P=2 f=1 一个独立变量
线
三相平衡: P=3 f=0 无变量

p
B

水A
①三条线:OA, OB, OC
D
O气
C
水的局部相图示意
三个区:单相区
三相点(triple point):
T O点:三相共存,f = 0,
0.0099℃, 610.6 Pa 与冰点不同
OA:g-l共存,水的饱和蒸汽压曲线
S = 3, R = 1, R’ = 0,则 C=3 -1=2
注意:对于浓度限制条件,是固定不变的浓度关系。
2. 自由度和自由度数(f) (the number of freedom degree)
如何描述一个相平衡系统的状态(平衡性质)?
p1
p2
H2O(l) T1
H2O(g)
H2O(l) T2
相平衡的一个重要性质是它与各相中物质的量无关。 一个多相系统的相平衡状态是由体系的强度性质决定 的。例如 pv , Tb , Tf , 溶解度等。
d
ln p /[ p] dT
gc d H m RT 2
(1) 条件:纯物质g-l(s) 平衡,
(近似:忽略Vm (cd),理想气体) (2) 若近似gcdHm不随T变化,则

相律

相律

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2020/7/7
例 1:今有密闭抽空容器中有过量固体 NH4Cl,
有下列分解反应:
NH4Cl(s)=NH3(g) + HCl(g)
C = S – R– R’
S=3 R =1 Kp= P(NH3) × P(HCl) R´=1 P(NH3)=P(HCl)
C=1
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(1) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) (2) C(s)+CO2(g) 2CO(g) (3) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
其中S=5, 独立化学平衡数 R3=2, C=5– 2=3 注意:系统确定后,其组分数是确定的,物种数有一定 随意性。
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推导:
每一相中有(C–1)个浓度,共有Φ个相,必须 指定Φ(C–1)个浓度.
f = Φ ( C–1) + 2
根据相平衡条件,每个组分在各相中的化学
势相等: i() = i() = … i(Φ)
共有(Φ–1)个等式,C个组分则共有C(Φ–1)个等式
f = Φ(C–1) + 2 – C(Φ–1) = C – Φ + 2
如:铁粉 + 铜粉(二相)
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同质多晶
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常见的水有几相?
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水的P-T相图
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2. 物种数S和组分数C
物种数S:系统中能独立存在的化学物质的种类数 如:水和水蒸气, S=2

乙醇水共沸体系自由度

乙醇水共沸体系自由度

乙醇水共沸体系自由度英文回答:The Gibbs phase rule states that the number of degrees of freedom, F, in a thermodynamic system is given by the equation:F = C P + 2。

where C is the number of components and P is the number of phases.For an ethanol-water binary mixture, there is one component (C = 1) and two phases (P = 2). Therefore, the number of degrees of freedom is:F = 1 2 + 2 = 1。

This means that the system has one degree of freedom, which can be either temperature or pressure. If either thetemperature or pressure is fixed, the other can be determined.For example, if the temperature is fixed at the boiling point of the ethanol-water mixture, then the pressure will be determined by the vapor pressure of the mixture at that temperature. Conversely, if the pressure is fixed, then the temperature will be determined by the boiling point of the mixture at that pressure.中文回答:吉布斯相律指出,热力学系统中的自由度数 F 由以下公式给出:F = C P + 2。

哥希密特结晶化学定律 -回复

哥希密特结晶化学定律 -回复

哥希密特结晶化学定律-回复题目: 关于哥希密特结晶化学定律的详细解析及其应用引言:化学作为一门基础科学,研究物质的组成、结构、性质和变化规律。

在化学学科中,结晶是一项重要的研究领域。

哥希密特结晶化学定律(Gibbs's Phase Rule)是描述物质在不同条件下结晶过程中的平衡和稳定规律的关键理论之一。

本文将深入探讨哥希密特结晶化学定律的基本概念,以及该定律在实际应用中的意义和限制。

第一部分:哥希密特结晶化学定律的基本概念1. 哥希密特结晶化学定律的提出和背景- 介绍哥希密特(J. Willard Gibbs)以及他的贡献- 解释哥希密特为何提出这一定律2. 哥希密特结晶化学定律的基本原理- 解释定律的数学表达式- 阐明定律的核心思想和理论基础3. 哥希密特结晶化学定律的关键概念- 定义和解释重要的术语,如相、组分、平衡等第二部分:哥希密特结晶化学定律的应用和意义1. 结晶平衡的研究方法- 介绍常用的实验手段,如温度控制、溶液浓度测定、晶体形态观察等- 解释这些技术在结晶平衡研究中的作用2. 哥希密特结晶化学定律在实际中的应用案例- 详细描述结晶化学定律在工业领域中的应用案例,如药品合成、晶体生长等- 强调这些应用案例对于提高生产效率和优化产品质量的重要性3. 哥希密特结晶化学定律的限制和局限性- 阐述在实际应用中可能遇到的问题,如遗传效应、固溶体溶解度等- 探讨如何克服这些限制以提高结晶过程的效率和控制第三部分:未来发展方向和展望1. 哥希密特结晶化学定律的扩展应用- 展示当前该定律在材料科学、纳米技术等领域的应用案例- 探讨如何将该定律与其他理论和方法相结合,进一步拓展应用领域2. 哥希密特结晶化学定律的理论演化- 介绍对该定律进行推广和改进的研究- 展望未来可能的理论发展方向结论:哥希密特结晶化学定律是描述物质结晶过程中平衡和稳定规律的关键理论之一。

通过深入学习和应用该定律,我们能够更好地理解和控制物质的结晶行为,在实际应用中提高生产效率和优化产品质量。

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BULK COMPOSITION
y L= (x + y)
MASS OF LIQUID
x S= (x + y)
MASS OF SOLID
Equilibrium vs. Fractional Crystallization
Equilibrium Crystallization: crystals continuously react and re-equilibrate with the melt at P-T-X conditions change. Melt-xtal reactions are reversible. Fractional Crystallization: Crystals are immediately isolated, removed, or fractionated from the residual melt so that no further reactions can occur. Melt-xtal reactions are irreversible.
Curves
(2, 5, & 8 kbar)
Water Saturated Melting Curve
From Burham & Davis, 1974; Boettcher et al., 1982
Binary Phase Relations - Definitions
• Liquidus line: the line that represents the locus of
The Gibbs Phase Rule
• The phase rule allows one to determine the number of degrees of freedom (F) or variance of a chemical system. This is useful for interpreting phase diagrams.
Thermodynamics of Solutions
• Phases: Part of a system that is chemically and physically homogeneous, bounded by a distinct interface with other phases and physically separable from other phases. • Components: Smallest number of chemical entities necessary to describe the composition of every phase in the system. • Solutions: Homogeneous mixture of two or more chemical components in which their concentrations may be freely varied within certain limits.
Triple Point P = 3; F = 0; invariant
From Swamy et al., 1994
Wet and Dry Melting Relations for Albite
Dry Melting
Curve
Water
Undersaturated
Melting
From Green, 1982
depressed freezing points as a second component is added to the system. Solid phases are not stable at temperatures above those defined by the liquidus line or surface.
F=2+C-P
Where F is the number of degrees of freedom, C is the number of chemical components and P is the number of phases in the system. The number two is specified because this formulation assumes that both T and P can be varied.
Silica Phase Diagram and Phase Rule
Single Component System: F = 2 + C - P = 3 - P
Stability Field P = 1; F = 2; divariant
Boundary Line P = 2; F = 1; univariant
Plagioclase zoning
1170°C 1130°C 1075°C
Hawaiian Basalt Phase Relations at 1 atm
1020°C
Temperatures measured in borehole
Fr77
Generalized Basalt Phase Diagram
Binary Phase Loop with Solid Solution
liquidus
solidus
Plagioclase Differentiation Mechanisms
zoned plag
Crystal Settling
Perthitic pyroxene
Gabbro - Plane Polarized Light
Phase Rule Significance for Phase Diagrams • For two dimensional phase diagrams:
– Stability fields: Areas (T-P, T-X, P-X space) where a phase or phase assemblage (more than one phase) is stable. – Equilibrium boundary lines: These define the limits of stability fields. These represent values of parameters where phases in adjacent fields coexist. – Triple points: Points where equilibrium boundary lines meet. All phases in the adjacent stability fields must coexist.
Di-An Binary Eutectic Phase Diagram
Binary Phase Diagram Definitions
• Eutectic point: Lowest T point on the liquidus at which a unique melt of fixed composition is in equilibrium with two or more phases. • Isopleth: line of constant chemical composition. • Isotherm: line of constant temperature • Tie line: portion of isotherm that connects two stable coexisting phases, in this case L (representing the silicate liquid) and S (pure crystalline anorthite feldspar)
Mole Fractions
nA nA XA ! = , " n (nA + n B + nC + !)
where XA is called the “mole fraction” of component A in some phase. If the same component is used in more than one phase, Then we can define the mole fraction of component i A in phase i as X A For a simple binary system, XA + XB = 1
The Lever Rule
Follows directly from the Law of Conservation of Mass. Allows one to calculate either algebraically or graphically the modal abundance of each phase at every temperature.
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