三元相图等温截面图

C3 S 2 L C 2 S 1464 2070
② 给出组成相X(25%Al2O3,20%CaO,55%SiO2）Y(30%Al2O3,30%CaO,40%SiO2）冷却析晶路线，并分 别求组成X（1400℃，1200℃，1170℃）和Y（ 1400℃，1300℃，1100℃）各温度下的平衡相及 其比例。
②推断组成X（20%MgO,80%Al2O3），Y（28.3%MgO，71.7%Al2O3），Z （60%MgO，40%Al2O3）三种材料在SiO2存在条件下，1600℃温度条件使用， 仅从熔融点比较，哪种材料较优越。
100
80
液相生成量（wt%）
Y
60
40
X Z
20
20
40
60 SiO2混入量
d e 100 27% CA
N
f
A3S2
g
d
e
⑤纯刚玉（α-Al2O3）和纯A3S2两种耐火制品，在1400℃,C/S=1的炉渣条件下 使用，请用相图推测哪种材料优越。
A3S2
2、MgO-Al2O3-SiO2系相图
2、MgO-Al2O3-SiO2系相图


化合物性质：
一致熔二元化合物：M2S、MA、A3S2 不一致熔二元化合物：MS
80
100
③欲研制一种MgO材料能在1500℃低温烧结，1700℃高温使用，添加5wt%蜡 石（70wt%SiO2，30wt%Al2O3）为助烧结剂，是否可行。
L
向MgO中添加5wt%蜡石，可在图中M、L（蜡石组成点）间连线，混合 物的平衡组成点为连线上的T点，在分系统M-M2S-MA内，于1710℃开 始形成液相，所以这个材料可以满足1700高温使用的条件。 能否在1500℃温度下实现烧结，可以考查一下混有蜡石的MgO材料成型 体在1500℃热处理过程的状态。首先，混入MgO粉粒间的蜡石，二者在 高温作用下，必然相互扩散，发生平衡反应。对于蜡石而言，由于吸收 MgO，反应产物必然离开原始组成点沿N-M连线自N移向T，它将经历两 个一固一液相区，一个单一液相区，两个二固一液相区及一个三固相区 即达平衡点T。这其中当蜡石吸收大约11~31wt%MgO将完全熔融为单一
100 5% S CAS2 d e 液相b 100 45% S CAS2
CAS2 d
1170℃：冷却平衡状态为CAS2、S和CS三相平衡
CAS2 gS 100 68% S CAS2 f g 100 13% S CAS2
鳞石英(S )
CAS2 f S CAS2
③三种白云石X(80%M,20%C),Y(40%M,60%C),Z(20%M,80%C)在含SiO2条件下于1600 ℃下使用,试对它们的抗侵蚀性进行比较?
31% 25% 10% Z Y X
④对于组成为D的白云石，欲使其能在1600℃烧结，1700℃高温使用性能稳 定，引入CaO/SiO2=1（质量）的炉渣5wt%作为助烧结剂，请分析 是否可行。

1. 2. 3.
从等温截面图上看，等温截面图有3种相区
被给定温度包围的液相区 单一固相与液相平衡共存区域 二固相混合物与给定温度的某一组成的液相区域
三元实际相图
1、CaO-Al2O3-SiO2系相图

① 请指出图中不一致熔（分解熔融化合物），并写出它们分解熔
融反应式，标界线上的温度下降方向。 ② 给出组成相X(25%Al2O3,20%CaO,55%SiO2）
3、CaO-MgO-SiO2系相图

①把比例为MgO:CaO:C3S=40:40:20的混合物组成点标注在相图上,
并指出该混合物的组成,若将这个混合物加热,指出其开始与完全熔 融的温度,将该熔体冷却至2000℃,其平衡相及其比例如何?

②将纯MgO和白云石（50wt%℃aO，50wt%MgO）于1600℃在 CaO/SiO2=1和1.5系炉渣条件下使用，比较它们的抗侵蚀能力。

这个混合物，如能在1600℃充分烧结，达到平衡时为C-M-C3S三相平衡共存， 共熔温度1850℃，在该温度以下无液相产生。因此，烧结后的混合物在
1700℃温度下使用自然是相当稳定的。

对于白云石与添加物混合物的成型体，它在1600℃高温处理过程中，分布于 白云石颗粒间的添加物，它在CaO-SiO2系统内的CS-C2S分系统，1460℃就开 始出现液相，1600℃为全液相区，熔融的添加物，将向白云石颗粒间渗透与 白云石反应，其组成也将由Y向X变化。其变化过程的液相量变化和相变化， 它经历全液相区⑧，一固（C2S）一液二相区④二固（C2S、M）一液三相区③， 三固（C3S、C2S、M）相区②，直至最后平衡点X，落入三固相（C、M、C3S）
成选在何处为佳（假设骨料中Al2O3含量为85%）。
①把a-j各混合物组成点标注在图上,并指出各点的结晶终了温度和 1500℃和常温下的平衡相
组成，wt% 组成点 MgO a b c d e f g h i j 70 50 40 30 20 10 10 10 20 20 Al2O3 10 10 10 10 20 30 60 80 70 40 SiO2 20 40 50 60 60 60 30 10 10 40 结晶终了 温度，℃ 1710 1370 1365 1355 1355 1440 1460 1578 1482 1370 1500℃ M2S+MA+M M2S+MA+L M2S+L L L A3S2+L A3S2+M4A5S2+L MA+A3S2+A MA+A3S2+L MA+L 平衡相 常温 M2S+MA+M M2S+MA+M2A2S5 M2S+MS+M2A2S5 MS+M2A2S5+S MS+M2A2S5+S A3S2+M2A2S5+S A3S2+M4A5S2+M2A2S5 MA+A3S2+A MA+A3S2+M4A5S2 MA+M2A2S5+M2S

不一致熔三元化合物：M2A2S5、
M4A5S2

பைடு நூலகம்
划分分三角形
9个无变量点，9个分三角形
⑨
A3S2、M2A2S5、S
1440

①把a-j各混合物组成点标注在图上,做出熔体冷却析晶过程,并指出各
点的结晶终了温度和1500℃和常温下的平衡相?

②推断组成X（20%MgO,80%Al2O3），Y（28.3%MgO，
三角形 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
平衡相 S、MS、M2A2S5 MS、M2S、M2A2S5 M2S、M2A2S5、MA M、MA、M2S A、MA、A3S2 MA、A3S2、M4A5S2 MA、M4A5S2、M2A2S5 A3S2、M4A5S2、M2A2S5
开始生成液相温度℃ 1355 1365 1370 1710 1578 1482 1453 1460
组成。

⑤纯刚玉（α-Al2O3）和纯A3S2两种耐火制品，在1400℃C/S=1的炉 渣条件下使用，请用相图推测哪种材料优越。
① 请指出图中不一致熔（分解熔融化合物），并写
出它们分解熔融反应式，标界线上的温度下降方向。
1464 C3 S 2 L C 2 S 1464
C3 S L CaO C3 S 2 L C 2 S 20701464 CCSS 2 L L C 2 S 3 3 CaO 2070 1535 C3 A 2070 L CaO C3 S L CaO 1535 CCAS CaO 3 3 L L CaO 1535 1850 C3 6 L L CaO CAAAL A 1535 1850 CA6 A L CaO C3 1850 CA6 L A 1850 CA6 L A
①把比例为MgO:CaO:C3S=40:40:20的混合物组成点标注在相图上,并指出该混合物的 组成,若将这个混合物加热,指出其开始与完全熔融的温度,将该熔体冷却至2000℃,其平 衡相及其比例如何?

M点中含MgO=40%,CaO=55%,SiO2=5%
开始出现液相温度T:1850 ℃ 完全熔融温度约2350℃
5、三元相图等温截面图

等温截面:用一定温度的平面，即平行于底平面的等温截面去截相图的 立体图，把所得交线画于平面上就是等温截面，等温截面又称横截面 或等温断面图。

这些截面的截痕就是液相等温线和固相等温线，通过在这些等温线上 的平衡相各点，在等温线的中间可以做出许多直线（结线），结线两 端为在此温度下相平衡的两相组成，而结线是由实验数据作出的。

③三种白云石X(80%M,20%C),Y(40%M,60%C),Z(20%M,80%C)在
含SiO2条件下于1600 ℃下使用,试对它们的抗侵蚀性进行比较?

④对于组成为D的白云石，欲使其能在1600℃烧结，1700℃高温使 用性能稳定，引入CaO/SiO2=1（质量）的炉渣5wt%作为助烧结剂， 请分析 是否可行。
100 19%
CS
③绘制1400℃等温截面图，并指出各相区的平衡相
A3S2
④A3S2与C2S7：3（重量）比例混合，绘制混合物熔体冷却析晶过程，并指出该混合物熔体冷却 至1400℃平衡状态下的平衡相及其比例，在上述温度下如有液相存在，指出液相组成，最后指 出该混合物的组成。
1400℃:L+CA6+CAS2
71.7%Al2O3），Z（60%MgO，40%Al2O3）三种材料在SiO2存在条件
下，1600℃温度条件使用，仅从熔融点比较，哪种材料较优越?

③欲研制一种MgO材料能在1500℃低温烧结，1700℃高温使用，添
加5wt%蜡石（70wt%SiO2，30wt%Al2O3）为助烧结剂，是否可行?

④镁铝不烧砖为一级矾土骨料和Al2O3-MgO共磨粉，以6：4配制而 成，其中MgO在制品中的含量为8~12%，请借助于相图分析细粉组
1400℃:由CAS2和组成为a的液相
CAS2 X a 100 26% CAS2 a
液相a
CAS2 X CAS2 a
100 74%
1200℃:由CAS2、SiO2(鳞石英)和液相b
CAS2 S e 100 50% S CAS2
SiO2 (鳞石英)
②将纯MgO和白云石（50wt%℃aO，50wt%MgO）于1600℃在 CaO/SiO2=1(质量)和1.5(摩尔)系炉渣条件下使用，比较它们的抗侵蚀能力。
对于MgO:吸收炉渣组成由M→Y的变化 过程为，一旦吸收炉渣即刻形成液相，进 入⑤MgO+L两相平衡相区，液相量随吸 收炉渣量增加，大约相当于吸收78wt% 的炉渣液相量达100%，进入单一液相区
液相，液相的参与必有助于平衡反应的进行和烧结，而当MgO含 量达
52wt%以上液相又将消失而固化，又不影响1700℃的高温使用。
100
80
液相生成量（wt%)
蜡石+MgO
60
1500℃
40
20
0
20
40 60 MgO（wt%）
80
100
5wt%蜡石时MgO产生液相量与MgO的数量关系
④镁铝不烧砖为一级矾土骨料和Al2O3-MgO共磨粉，以6：4配制而成，其中MgO 在制品中的含量为8~12%，请借助于相图分析细粉组成选在何处为佳（假设骨料 中Al2O3含量为85%）。
其中L%
CAS2 %
CA6
LM 中 N 点：A
C
fg 100% 27% CAS2 CA6
e A 100 33% CA
cd 100 40% CA
g CA6 100 50% CAS 2CA6
S
f CAS2 100 23% CAS2 CA6
⑧。
对于白云石（D）:由D→Y约吸收53wt% 的炉渣方开始出现液相，大约吸收 82wt%的炉渣液相量达100wt%，进入单 一液相区。
100
80
液相生成量（wt%)
1600℃
60
氧化镁 白云石
40
20
0
20
40 60 C/S=1（wt%）
80
100
1600℃氧化镁（M）和白云石（D）吸收不同数量炉渣（Y）的液相生成量

Y(30%Al2O3,30%CaO,40%SiO2）冷却析晶路线，并分别求组成X
（1400℃，1200℃，1170℃）和Y（ 1400℃，1300℃，1100℃）各 温度下的平衡相及其比例。

③绘制1400℃等温截面图，并指出各相区的平衡相 ④A3S2与C2S7：3（重量）比例混合，绘制混合物熔体冷却析晶过程， 并指出该混合物熔体冷却至1400℃平衡状态下的平衡相及其比例， 在上述温度下如有液相存在，指出液相组成，最后指出该混合物的