材料科学基础宝典

2-27硅酸盐晶体的分类依据是什么？可分为那几类，每类的结构特点是什么？
答：硅酸盐晶体主要是根据[SiO4]在结构中的排列结合方式来分类，具体可以分为五类：岛状、组群状、链状、层状和架状。

结构和组成上的特征见下表：
结构类型[SiO4]共用O2-数形状络阴离子团Si:O
I岛状0 四面体[SiO4]4-1:4
组群状 1
2
2
2 双四面体
三节环
四节环
六节环
[Si2O7]6-
[Si3O9]6-
[Si4O12]8-
[Si6O18]12-
2:7
1:3
1:3
1:3
链状 2
2、3 单链
双链
[Si2O6]4-
[Si4O11]6-
1:3
4:11
层状 3 平面层[Si4O10]4-4:10
架状 4 骨架[SiO4]4-
[(Al x Si4-x)O8]x-1:4 1:4
2-31石墨、滑石和高岭石具有层状结构，说明它们结构的区别及由此引起的性质上的差异。

解：石墨与滑石和高岭石比较，石墨中同层C原子进行SP2杂化，形成大Π键，每一层都是六边形网状结构。

由于间隙较大，电子可在同层中运动，可以导电，层间分子间力作用，所以石墨比较软。

滑石和高岭石区别主要是滑石是Mg2+取代Al3+的2:1型结构八面体层为三八面体型结构而高岭石为1:1型二八面体结构
2-32（1）在硅酸盐晶体中，Al3＋为什么能部分置换硅氧骨架中的Si4＋；（2）Al3＋置换Si4＋后，对硅酸盐组成有何影响？（3）用电价规则说明Al3＋置换骨架中的Si4＋时，通常不超过一半，否则将使结构不稳定。

解：（1）Al3+可与O2-形成[AlO4]5-；Al3+与Si4+处于第二周期，性质类似，易于进入硅酸盐晶体结构中与Si4+发生同晶取代，由于遵循鲍林规则，所以只能部分取代；（2）Al3+置换Si4+是部分取代，Al3+取代Si4+时，结构单元[AlSiO4][ASiO5]，失去了电中性，有过剩的负电荷，为了保持电中性，将有一些半径较大而电荷较低的阳离子如K+、Ca2+、Ba2+进入结构中；（3）设Al3+置换了一半的Si4+，则O2-与一个Si4+一个Al3+相连，阳离子静电键强度
=3/4×1+4/4×1=7/4，O2-电荷数为-2，二者相差为1/4，若取代超过一半，二者相差必然>1/4，造成结构不稳定。

3.影响聚合物聚合程度的因素
硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度（数量）受组成和温度两个因素的影响。

组成不变，高温时，低聚物以分立状态存在，当温度降低，有一部分附着在“三维碎片”上，被碎片表面的断键固定产生聚合反应。

所以随着温度的升高，低聚物浓度增加，高聚物[SiO2]n的浓度降低。

温度不变时，聚合物的浓度与熔体的组成增加。

若R=O/Si，R大说明熔体中低聚物的浓度大。

(1)一价碱金属氧化物
通常碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）能降低熔体粘度。

这些正离子由于电荷少、半径大、和O2－的作用力较小，提供了系统中的“自由氧”而使O/Si比值增加，导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位，因而使活化能减低、粘度变小。

在简单碱金属硅酸盐系统中，碱金属离子R＋对粘度的影响与本身含量有关。

1)当Ｒ2O含量较低时（O/Si较低），熔体中硅氧负离子团较大，对粘度起主要作用的是四面体[SiO4]间的键力。

这时，加入的正离子的半径越小，降低粘度的作用越大，其次序是Li ＋>Na＋>Ｋ＋>Rb＋>Cs＋。

这是由于R＋除了能提供“游离”氧，打断硅氧网络以外，在网络中还对→Si－O－Si←键有反极化作用，减弱了上述键力。

Li＋离子半径最小，电场强度最强，反极化作用最大，故它降低粘度的作用最大。

2)当熔体中Ｒ2O含量较高（O/Si比较高）时，则熔体中硅氧负离子团接近最简单的[SiO4]形式，同时熔体中有大量Ｏ2-存在，[SiO4]四面体之间主要依靠R－O键力连接，这时作用力矩最大的Li+就具有较大的粘度。

在这种情况下，Ｒ2O对粘度影响的次序是Li+<Na+<Ｋ+ 。

（2）二价金属氧化物
二价碱土金属氧化物对粘度影响：
一方面和碱金属离子一样，能使硅氧负离子团解聚使粘度降低；
另一方面，它们的电价较高而半径又不大，因此其离子势Z/r较Ｒ+的大，能夺取硅氧负离子团中的Ｏ2-来包围自己，导致硅氧负离子团聚合。

综合这两个相反效应，Ｒ2+降低粘度的次序是Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ｍg2+。

CaO、ZnO表现较为奇特。

低温时CaO增加熔体粘度；高温时，当含量小于(10-12)mol%时，降低粘度；当含量大于(10-12)mol%时，增加粘度。

低温时ZnO也增加熔体粘度，但在高温时降低粘度。

所以CaO、ZnO具有缩短料性的作用。

在不同温度下，CaO和MgO之间相互代换，会出现相反结果。

例如在1200ºC时MgO代CaO会增加粘度，而在800ºC时反而下降。

这是由于温度高低不同，它们夺取氧的能力不同，低温时不易夺得氧。

此外，离子间的相互极化对粘度也有重要影响，由于极化使离子变形，共价键成分增加，减弱了Si-O键力，因此具有18个电子层结构的二价副族元素离子Zn2+、Cd2+、Pb2+等较含8个电子层的碱土金属离子更能降低粘度。

4）阳离子配位数-- 硼反常现象
5）在硅酸盐Na2O－SiO2系统中：
（1）当B2O3含量较少时，Na2O/ B2O3>1，结构中“游离”氧充足，B3＋以[BO4]四面体状态加入到[SiO4]四面体网络，将断开的网络重新连接起来，结构趋于紧密，粘度随含量升高而增加；
2）当Na2O/ B2O3 约为1时(B2O3含量约为15％)，B3＋形成[BO4]四面体最多，粘度达到最高点；
3）B2O3含量继续增加，较多量的B2O3引入使Na2O/ B2O3<1，“游离”氧不足，B3＋开始处于层状[BO3]中，使结构趋于疏松，粘度又逐步下降。

这种由于B3＋离子配位数变化引起性能曲线上出现转折的现象，称为硼反常现象。

CaF2能使熔体粘度急剧下降，其原因是F－的离子半径与O2－的相近，较容易发生取代，但F－只有一价，将原来网络破坏后难以形成新网络，所以粘度大大下降。

稀土元素氧化物如氧化镧、氧化铈等，以及氯化物、硫酸盐在熔体中一般也起降低粘度的作用。

综上所述，加入某一种化合物所引起粘度的改变既取决于加入的化合物的本性，也取决于原来基础熔体的组成。

聚合物理论
聚合物的形成大致分为三个阶段：
初期：主要是石英颗粒的分化,即解聚；
中期：出现缩聚反应并伴随聚合物的变形；
后期：在一定温度(高温)和一定时间
(足够长)下达到聚合 解聚平衡。

最终熔体组成是：不同聚合程度的各种聚合体的混合物。

即低聚物、高聚物、三维碎片、游离碱、吸附物。

聚合体的种类、大小和数量随熔体组成和温度而变化。

表面张力的物理意义为：作用于表面单位长度上与表面相切的力，单位是N/m。

温度升高，质点热运动增加，体积膨胀，相互作用变为松弛，表面张力降低。

温度反常现象
对PbO－SiO2系统玻璃，其表面张力随温度升高而略微变大，温度系数为正值。

一般含有表面活性物质的系统也出现此正温度系数，这可能与在较高温度下出现“解吸”过程有关。

玻璃形成的热力学条件
熔融体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态。

随着温度降低，熔体释放能量大小不同，可以有三种冷却途径：
（1）结晶化，即有序度不断增加，直到释放全部多余能量而使整个熔体晶化为止。

（2）玻璃化，即过冷熔体在转变温度Tg硬化为固态玻璃的过程。

（3）分相，即质点迁移使熔体内某些组成偏聚，从而形成互不混溶的组成不同的两个玻璃相
玻璃化和分相后由于玻璃与晶体的内能差值不大，故析晶动力较小，实际上能保持长时间的稳定。

玻璃形成的动力学条件
析晶分为晶核生成与晶体长大两个过程。

均态核化：熔体内部自发成核。

非均态核化：由表面、界面效应，杂质、或引入晶核剂等各种因素支配的成核过程。

晶核生成速率IV是指单位时间内单位体积熔体中所生成的晶核数目（个/cm3·s）；
晶体生长速率u是指单位时间内晶体的线增长速率（cm/s）。

Iv与u均与过冷度（△T＝TM －T）有关（TM为熔点）。

1、Tamman观点：
影响析晶因素:成核速率Iv和晶体生长速率u 都需要适当的过冷度：
过冷度增大，熔体粘度增加，使质点移动困难，难于从熔体中扩散到晶核表面，不利于晶核长大；
过冷度增大，熔体质点动能降低，有利于质点相互吸引而聚结和吸附在晶核表面，有利于成核。

过冷度与成核速率Iv和晶体生长速率u必有一个极值。

1) 熔点时的粘度高，易形成玻璃，析晶阻力较大，TM时的粘度是形成玻璃的主要标志。

(2) dT/dt越小，容易形成玻璃。

临界冷却速率越小，该熔体越易形成玻璃
(3) Tg/TM接近“2/3”时，易形成玻璃，即三分之二规则。

(1)单键强度>335kJ/mol(或80kcal/mol)的氧化物——网络形成体。

这类氧化物能单独形成玻璃。

(2)单键强度<250kJ/mol(或60kcal/mol)的氧化物——网络改变体。

这类氧化物不能单独形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变。

(3) 在250～335kJ/mol为——中间体，其作用介于玻璃形成体和网络形成体之间。

这类氧化物的作用介于玻璃形成体和网络改变体两者之间。

离子化合物金属键物质纯粹共价键物质，三种纯键型在一定条件下都不能形成玻璃
什么键型才能形成玻璃？离子共价混合键金属共价混合键
重要因素:共价因素和强的极化作用
综上所述，形成玻璃必须具有离子键或金属键向共价键过渡的混合键型，一般地说阴阳离子的电负性差在1.5-2.5之间，其中阳离子具有较强的极化本领，单键强度大于335KJ/mol，成键时出现s-p电子形成杂化轨道。

这样的键型在能量上有利于形成一种低配位数的负离子团构造或结构键，易形成无规则的网络，因而形成玻璃倾向很大
玻璃的通性
1．各向同性2．介稳性
3．由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的与渐变的，在一定的温度范围内完成，无固定熔点。

4．由熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质随温度变化的连续性
5．物理、化学性质随成分变化的连续性
2．
一、晶子学说（前苏联学者-列别捷夫)
基本观点：玻璃由无数“晶子”组成，它们分散于无定形介质中，并且“晶子”部分到无定形部分过渡是逐步完成的，两者无明显界线，是高分散晶子的集合体。

无规则网络学说
学说要点：
(查哈里阿生)玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。

但玻璃的网络与晶体的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性的，因此玻璃的内能比晶体的内能要大。

由于玻璃的强度与晶体的强度属于同一个数量级，玻璃的内能与相应晶体的内能相差并不多，因此它们的结构单元（四面体或三角体）应是相同的，不同之处在于排列的周期性。

通过桥氧形成网络结构的玻璃称为氧化物玻璃。

有些离子不属典型的网络形成离子或网络变性离子，如Al3+、Pb2+等属于所谓的中间离子，这时就不能准确地确定R值。

若(R2O＋RO)/Al2O3 ≥1 , 则有[AlO4] 即为网络形成离子
若(R2O＋RO)/Al2O3 < 1 , 则有[AlO6] 即为网络变性离子
4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。

解：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。

可分为三个阶段：
初期：石英的分化，架状[SiO4]断裂，在熔体中形成了各种聚合程度的聚合物。

中期：缩聚并伴随变形一般链状聚合物易发生围绕Si-O轴转动同时弯曲，层状聚合物使层本身发生褶皱、翘曲、架状聚合物热缺陷增多，同时Si-O-Si键角发生变化。

[SiO4]Na4+[Si2O7]Na6——[Si3O10]Na8+Na2O（短键）
3[Si3O10]Na8——[Si6O18]Na12+2Na2O（六节环）
后期：在一定时间和温度范围内，聚合和解聚达到平衡。

缩聚释放的Na2O又能进一步侵蚀石英骨架而使其分化出低聚物，如此循环，直到体系达到分化-缩聚平衡为止。

4-5熔体粘度在727℃时是107Pa·s，在1156℃时是103Pa·s，在什么温度下它是106Pa·s？解：根据
727℃时，η=107Pa·s，由公式得：（1）
1156℃时，η=103Pa·s，由公式得：（2）
联立（1），（2）式解得∴A=-6.32，B=13324
当η=106Pa·s时，
解得t=808.5℃
-15试计算下列玻璃的结构参数及非桥氧分数。

（1）Na2O·SiO2；（2）Na2O·CaO·Al2O3·SiO2；（3）Na2O·1/3Al2O3·SiO2；（4）18Na2O·10CaO·72SiO2（wt％）
解：（1）Z=4，R=3/1=3，X=2R-Z=6-4=2，Y=8-2R=8-6=2
（2）>1Al3+被视为网络形成离子
Z=4，X=2R-Z=4.66-4=0.66，Y=4-0.66=3.34
（3）>1Al3+被视为网络形成离子
Z=4，，X=2R-Z=4.8-4=0.8，Y=4-0.8=3.2
（4）
Na2O CaO SiO2
wt% 18 10 72
mol 0.290 0.179 1.200
mol% 17.4% 10.7% 71.9%
Z=4，，X=2R-Z=0.78，Y=4-0.78=3.22
4-16有两种玻璃其组成（mol％）如下表，试计算玻璃的结构参数，并比较两种玻璃的粘度在高温下何者大？
序号Na2O CaO A12O3SiO2B2O3
1 20 10 10 60 0
2 10 0 20 60 10
解：1号：Z=4，Al3+被视为网络形成离子
X1=2R-Z=0.5，Y1=4-0.5=3.5
2号：Z=4，Al3+被视为网络改变离子
X2=2R-Z=1.5，Y2=4-1.5=2.5
Y1>Y2高温下1号玻璃的粘度大。

4-17有两种不同配比的玻璃其组成（wt％）如下，试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？
序号Na2O A12O3SiO2
1 8 1
2 80
2 12 8 80
解：
序号
Na2O A12O3SiO2
wt% mol% wt% mol% wt% mol%
1 8 8.16 1
2 7.47 80 84.37
2 12 12.09 8 4.86 80 83.05
对于1：
Z=4，Al2O3被视为网络形成离子
X1=2R-Z=0.014，Y1=4-X=3.986
对于2：
Z=4，Al2O3被视为网络形成离子
X2=2R-Z=0.16，Y2=4-X=3.84
Y1>Y2，故1号在高温下的粘度大。

4-23若将10mol％Na2O加入到SiO2中去，计算O∶Si比例是多少？这样一种配比有形成玻璃趋向吗？为什么？
解：，这种配比有形成玻璃的趋向，因为此时结构维持三维架状结构，玻璃的粘度还较大，容易形成玻璃。

固体的界面可一般可分为表面、界面和相界面：
1）表面:表面是指固体与真空的界面。

2）界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。

3）相界面:相邻相之间的交界面称为相界面。

相界面有三类，如固相与固相的相界面（s／S）；固相与气相之间的相界面（s／V）；固相与液相之间的相界面（s／L
固体的表面
1.理想表面
2.清洁表面（1）台阶表面（2）弛豫表面（3）重构表面
3.吸附表面
粘湿：
)
cos
1(≥
+
=
∆-
=θ
γ
LV
a
G
W0
180
≤
θ0
W
a
≥
浸湿：
cos≥
=
∆
-
=θ
γ
LV
i
G
W0
90
≤
θ0
W
i
≥
铺展：
)1
(cos-
=
∆
-
=θ
γ
LV
G
S
其中，θ=0或不存在，S≥0 。

吸附膜将会降低固体表面能
吸附膜的存在使接触角增大，起着阻碍液体铺展的作用。

5-2何谓表面张力和表面能？在固态和液态这两者有何差别？
解：表面张力：垂直作用在单位长度线段上的表面紧缩力或将物体表面增大一个单位所需作的功；σ=力/总长度（N/m）
表面能：恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功称为表面能；J/m2=N/m
液体：不能承受剪应力，外力所做的功表现为表面积的扩展，因为表面张力与表面能数量是相同的；
固体：能承受剪切应力，外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变，表面张力与表面能不等。

5-17 MgO－Al2O3－SiO2系统的低共熔物放在Si3N4陶瓷片上，在低共熔温度下，液相的表面张力为900mN/rn液体与固体的界面能为600mN/m，测得接触角为70.52o。

（1）求Si3N4的表面张力；（2）把Si3N4在低共熔温度下进行热处理，测试其热腐蚀的槽角为60℃，求Si3N4的晶界能？
解：（1）
=900cos70.520+600
=900mN/M
（2）
=2×900cos300
=1558.8mN/M
-18氧化铝瓷件中需要披银，已知1000℃时mN/m；mN/m；
mN/m，问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？可以用什么方法改善它们之间的润湿性？
解：=-0.8370
5-16在高温将某金属熔于Al2O3片上。

（1）若Al2O3的表面能估计为1J/m2，此熔融金属的表面能也与之相似，界面能估计约为0.3J/m2，问接触角是多少？（2）若液相表面能只有Al2O3表面能的一半，而界面能是Al2O3表面张力的2倍，试估计接触角的大小？
解：（1）根据Yong方程：
将已知数据代入上式=0.7，所以可算得接触角约为45.6度
（2）将已知数据代入Yong方程=0.8，可算得接触角约为36.9度。

没有气相或虽有气相但其影响可忽略不计的系统称为凝聚系统。

一般情况下只考虑温度和压力对系统平衡状态的影响，即n＝2。

影响凝聚系统平衡状态的外界影响因素主要是温度，即n＝1 。

相图的研究方法静态法动态法
最普通的动态法是热分析法，这种方法主要是观察系统中的物质在加热和冷却过程中所发生的热效应。

动态法分为：常用的有加热或冷却（步冷）曲线法和差热分析法。

此外还有热膨胀曲线法和电导（电阻）法。

产生放热效应一般有以下几种情况：
1、不稳定变体转变为稳定变体的多晶转变现象
2、无定形物质转变为结晶物质
3、从不平衡介质中吸收气体（如氧化反应）
4、某些不产生气体的固相反应（或在产生气体的条件下放热效应很大，因而超过气体的膨胀所吸收的热量时）
5、由熔融态转变为晶态
6、微晶玻璃的核化过程
产生吸热效应一般有以下几种情况：
1、矿物受热分解放出气体
2、由晶态转变为熔融态
3、可逆的多晶转变等（一般指从低温相转变为高温相）
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的交点是两种晶型的多晶转变点，
一级变体间的转变：不同系列熔体之间的转变
二级变体间的转变：为同系列中的α、β、γ形态之间的转变也称为高低温型转变，
二元凝聚系统相图小结：
对复杂的二元相图可按下述步骤进行分析：
1、对一个复杂的二元相图，首先应了解该系统中是否有化合物生成，是否生成固溶体以及各物质是否有晶型转变。

对化合物要确定它的性质，是一致熔融化合物、不一致熔融化合物还是在固相中生成或分解等。

2、以一致熔融化合物的等组成线为分界线，将整个系统划分成若干个简单的分二元系统，
每个简单的分二元系统相图一般都属于前面介绍的基本类型，这样，一个复杂的相图分析就简化了。

3、对每个简单的分二元系统，要了解相图中点、线、面所表达的相平衡关系。

4、分析熔体的冷却析晶过程，内容包括：分析熔体冷却过程的每一步系统发生变化的情况；确定系统状态点、液相点、固相点的变化路线；确定析晶结束点和析晶产物；析晶过程中，当系统处于两相平衡时，应用杠杆规则计算两相的相对含量。

如果一个相分解为二个相，则生成的两个相的数量与原始相的组成点到两个新生相的组成点之间线段成反比杠杆规则
等含量规则在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所有各点的第三组分(平行线对应顶点的组分)含量不变。

如HI//AB，则在HI线上任意一点的C组元的含量相等，变化的只是A、B的含量。

等比例规则从等边三角形的某一顶点向对边作一直线，则在线上(如CD)的任一点表示对边两组分含量之比不变，而顶点组分的含量则随着远离顶点而降低。

背向线规则在三角形中任一混合物M，若从M中不断析出某一顶点的成分，则剩余物质的成分也不断改变(相对含量不变)，改变的途径在这个顶点和这个混合物的连线上，改变的方向背向顶点（如C→J方向）。

杠杆规则在三元系统中，一种混合物分解为两种物质(或两种物质合成为一种混合物或新相)时，它们的组成点在一条直线上，它们的量之比与其它组成点之间的距离成反比。

即：PN/MP＝m/n
推论：由一相分解为二相时，这两相的组成点必分布于原来相点的两侧。

且三点成一直线重心规则在三元系统中，若有三种物质M1、M2、M3合成混合物(或第四相)M，则M的组成点在连成的△M1M2M3之内，M点的位置称为重心位置。

M1、M2可以合成P，P、M3可以合成M ，及M1+M2=P; P+M3=M，即M1+M2+M3=M ，表示M可由M1+M2+M3三相合成得到。

当一种物质分解成三种物质，则混合物组成点也在三物质组成点所围的三角形内。

分析复杂三元相图的主要步骤
(1)判断化合物的性质
(2)划分副三角型
(3)判断界线的温度走向-连线规则
(4)判断界线性质-切线规则
(5)确定三元无变量点的性质-重心规则
(6)分析冷却析晶过程
（一）主要规则
1. 线上的温度变化主要根据连接线规则；
2. 线性质根据切线规则；
3. 化合物性质（是否一致熔）根据其组成点是否落在其初晶区内；
4. 最后结晶产物和结晶结束点根据三角形规则；
5. 无变量点性质与处于相应三角形的什么位置有关；
6. 任一平衡状态下各相之间的数量关系可应用杠杆规则求得。

6-5图6-2是具有多晶转变的某物质的相图，其中DEF线是熔体的蒸发曲线。

KE是晶型I 的升华曲线；GF是晶型II的升华曲线；JG是晶型III的升华曲线，回答下列问题：（1）
在图中标明各相的相区，并写出图中各无变量点的相平衡关系；（2）系统中哪种晶型为稳定相？哪种晶型为介稳相？（3）各晶型之间的转变是可逆转变还是不可逆转变？
解：（1）KEC为晶型Ⅰ的相区，EFBC过冷液体的介稳区，AGFB晶型Ⅱ的介稳区，JGA晶型Ⅲ的介稳区，CED是液相区，KED是气相区；
（2）晶型Ⅰ为稳定相，晶型Ⅱ、Ⅲ为介稳相；因为晶型Ⅱ、Ⅲ的蒸汽压高于晶型Ⅰ的，即它们的自由能较高，有自发转变为自由能较低的晶型Ⅰ的趋势；
（3）晶型Ⅰ转变为晶型Ⅱ、Ⅲ是单向的，不可逆的，多晶转变点的温度高于两种晶型的熔点；晶型Ⅱ、Ⅲ之间的转变是可逆的，双向的，多晶转变点温度低于Ⅱ、Ⅲ的熔点。

6-21图6-9是最简单的三元系统投影图，图中等温线从高温到低温的次序是：t5＞t4＞t3＞t2＞t1，根据此投影图回解：
（1）三个组元A、B、C熔点的高低次序是怎样排列的？
（2）各液相面的陡势排列如何？哪个最陡？哪个最平坦？
（3）指出组成为65％A、15％B、20％C的熔体在什么温度下开始析晶？析晶过程怎样？（表明液、固相组成点的变化及结晶过程各阶段中发生的变化过程）
解：（1）熔点：T B＞T A＞T C
（2）B最陡，C次之，A最平坦；
（3）如图所示，在M点所在的温度下开始析晶，
析晶过程如下：
6-27图6-15为生成2个一致熔融二元化合物的三元系统，据图回答下列问题：（l）可将其划分为几个副三角形？（2）标出图中各边界及相区界线上温度下降方向。

（3）判断各无变量点的性质，并写出相平衡关系式。

解：（1）三个副三角形，△AS1S2、△S1S2B、△S2CB
（2）如下图所示
（3）无变量点E1、E2、E3都是低共熔点，各向平衡关系式如下：
△AS1S2E 1
△S1S2BE 2
△S2CBE 3
6-15 6-17
6-29根据图6-17回答下列问题：（l）说明化合物S1、S2的性质；（2）在图中划分副三角1形及用箭头指示出各界线的温度下降方向及性质；（3）指出各无变量点的性质并写出各点的平衡关系；（4）写出1、3组成的熔体的冷却结晶过程；（5）计算熔体1结晶结束时各相百分含量，若在第三次结晶过程开始前将其急冷却（这时液相凝固成为玻璃相），各相的百分含量又如何？（用线段表示即可）；（6）加热组成2的三元混合物将于哪一点温度开始出现液相？在该温度下生成的最大液相量是多少？在什么温度下完全熔融？写出它的加热过程。

解：（1）S1为一致熔融二元化合物，S2为不一致熔融化合物。

（2）如图所示。

（3）E 低共熔点
P1单转熔点
P2单转熔点
（4）1组成的熔体的冷却结晶过程
1
3组成的熔体的冷却结晶过程
（5）熔体1结晶结束时各相百分含量
在第三次结晶过程开始前将其急冷却，各相的百分含量
（6）在P2点对应的温度开始出现液相，在该温度下出现的最大液相量为：
在2点对应的温度下完全熔融。

组成2加热过程：
6-30根据图6-18回答下列问题：（1）说明化合物S的熔融性质，并分析相图中各界线上温度变化的方向以及界线和无变量点的性质；（2）写出组成点为1、2、3及4各熔体的冷却结晶过程；（3）分别将组成为5和组成为6的物系，在平衡的条件下加热到完全熔融，说明其固液相组成的变化途径。

解：（1）化合物S为不一致熔融三元化合物；P1E、P2E均为共熔界线，P1P2为转熔界线；无变量点E为低共熔点，P1、P2均为单转熔点。

（2）组成点为1的熔体的冷却结晶过程：
组成点为2的熔体的冷却结晶过程：
组成点为3的熔体的冷却结晶过程：
组成点为4的熔体的冷却结晶过程：
（3）组成为5物系的熔融过程：
物系的熔融过程
组成为6
6-18
6-31根据图6-19回答下列问题：（1）用箭头标出各界线的温度下降方向并说明界线性质；（2）指出各无变量点E、P、R、Q的性质，并写出其相平衡关系；（3）写出熔体M的结晶过程，说明液相离开R点的原因；（4）画出AB、BC二元系统相图。

解：（1）界线Ee2、e1P、ab、PE、RE、QR、e3Q均为共熔界线，界线aP、bR为转熔界线。

（2）E低共熔点
P单转熔点
Q过渡点
（3）熔体M的结晶过程：
熔体M在副△BCS内，其结晶结束点应在E点，所以液相离开R点。

所谓扩散是由于大量原子的热运动引起的物质的宏观迁移。

大量的原子迁移造成物质的宏观流动称做扩散。

扩散是物质中原子（或分子）的迁移现象，是物质传输的一种形式。

扩散实例：固态相变，再结晶，凝固，偏析，沉淀，烧结等。

1）按浓度均匀程度分：
有浓度差的空间扩散叫互扩散；没有浓度差的扩散叫自扩散;
（2）按扩散方向分：
由高浓度区向低浓度区的扩散叫顺扩散，又称下坡扩散,溶质趋于均化; 由低浓度区向高浓度区的扩散叫逆扩散，又称上坡扩散,溶质偏聚或分相。

3）按原子的扩散方向分：
在晶粒内部进行的扩散称为体扩散；在表面进行的扩散称为表面扩散；沿晶界进行的扩散称为晶界扩散。

表面扩散和晶界扩散的扩散速度比体扩散要快得多，一般称后两种情况为短路扩散。

此外还有沿位错线的扩散，沿层错面的扩散等。