二元相图计算

《二元相图计算》创新课程作业

学生：于永龙班级：焊接2班学号：10850212

一名词解释

1. 体系

体系就是我们研究的对象的总和。

2. 环境

系统以外又与系统密切相关的部分称为环境，环境必须是与系统有相互影响的有限部分。

3. 组元

组成合金的独立的、最基本的单元称为组元，组元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。

4. 相

系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。

5. 相律

表示平衡物系中的自由度数,相数及独立组分数之间的关系。数学表达式：ƒ=C-Ф+2

6. 杠杆定律

在结晶过程中，液、固二相的成分分别沿液相线和固相线变化。

7. Gibbus自由能

G=H－TS, G叫做吉布斯自由能。

8. 化学势

等温等压下，在一定浓度的溶液中，加入微量组分B，而引起系统吉布斯函数对组分B物质的量的变化率。

9. 理想溶液

宏观定义：溶液中的任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。

分子模型定义：各组分分子的大小及作用力彼此相似，当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时，没有能量的变化或空间结构的变化，即就是当各组分混合成溶液时，没有热效应和体积的变化。

10. 拉乌尔定律

如果溶质是不挥发性的，即它的蒸气压极小，与溶剂相比可以忽略不计，则在一定的温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与其克分子分数的乘积。

二读书报告

关于《相图分析及应用》的读书报告

相图在冶金，化工等工业生产部门及矿物、化学等科学研究领域有着广泛应用和重要指导意义，是解决一些实际问题不可缺少的工具。在生产及新产品开发过程中，人们经常要遇到相图基础知识和应用相图解决一些实际问题，而《相图

分析及应用》一书可以帮助人们解决一些遇到的问题。

相图是在大量实验结果基础上绘成的，任何相图都不能认为是完美无缺或是最后的，必须进行不断的完善和修正。体系在发生相变时，结构、物理化学性质和能量等也将发生变化，研究相图的实质，就是利用体系发生相变时引起的性质和能量的变化，准确测出相变温度和相变过程。

通过看书，我了解到研究相平衡的基本方法有动态法和静态法。

其中动态法的实质是通过体系在加热和冷却过程中发生的热效应，画出加热和冷却曲线，以确定相变温度，常用的有两种方法：加热或冷却曲线法和差热分析法。静态法又称淬冷法，它是将一系列不同组成的混合物，加热到各预定温度下长时间保温，达到平衡状态，然后迅速淬冷，放入水浴、油浴或汞浴中，使其来不及发生各种相变，将高温状态保持到常温，再在常温下对淬火试样进行显微镜或X射线物相分析，就能确定某一组成在某一预定温度下存在的相及数量，把所有组成混合物在各温度下的研究结果，绘成几何图形就得到相图。

就如任何事物都有两面性，每种方法都有其利弊。动态法测定相图，方法简单，测定相变温度准确，但最大的问题就是它不能确定物质在升温或降温过程中发生相变，产生热效应是何种反应，以及相变物质的种类和数量，必须借助其他研究手段，如配合使用高温X射线衍射、高温电子显微镜等，才能准确完整绘出相图。静态法测定相变温度准确，方法简单可靠，最大的问题是工作量大、麻烦，因为要想绘制出一个较准确相图，必须确定很多在各个温度下处于相平衡的温度组成点位置，这就必须有大量的实验数据。

相图有二元凝聚体系相图、三元系统相图、四元体系相图，其中三元系统以二元系统为基础，把研究对象扩大为三个独立组分，四元体系含有四个纯组分。在此主要说一下二元相图。

二元相图为平面图，用二维直角坐标系表示，纵坐标表示温度，横坐标表示组成，一般表示组成的方法有质量百分比和摩尔比百分数。二元相图分为七类，分别为：（1）组分间无任何作用的简单低共熔型二元相图；（2）具有一个一致熔二元化合物的二元相图；（3）具有一个不一致熔二元化合物的二元相图；（4）具有化合物分解的二元相图；（5）具有晶型转变的二元相图；（6）具有液相分层的二元相图；（7）形成固溶体的二元相图。

相图在材料科学领域具有广泛的应用，它对无机材料，特别是耐火材料的生产、产品开发和应用更具指导意义。耐火材料等硅酸盐制品，都是将原料按一定比例配制，经高温处理而成，它们多是含有多种晶相和玻璃相（高温下的液相）的多相系统，制品的性能和使用中所表现出来的性状，与其所获得的相组成及其含量有着本质的内在关系，而依据相图就可以阐明和控制制品相的组成、含量及其随温度、组成等改变的变化过程，使我们能够通过一定的工艺处理，生产和研制出具有预期性能和使用效果的制品。

三计算报告：

1. Fe-C相图

计算结果如图1：

图1 计算Fe-C相图

Fe-C相图实验结果，如图2，来自参考文献【http://www.crct.polymtl.ca/fact/pdweb.php】

图2 实验Fe-C相图

2，Fe—Cr相图

计算结果如图3：

图3计算Fe—Cr相图

Fe—Cr相图实验结果，如图4，来自参考文献【http://www.crct.polymtl.ca/fact/pdweb.php】

图4：实验Fe-Cr相图

3，Fe—W相图

计算结果如图5：

图5计算Fe—W相图

Fe—W相图实验结果，如图6，来自参考文献【http://www.crct.polymtl.ca/fact/pdweb.php】

图6：实验Fe-W相图

4，Fe—Cu相图

计算结果如图7：

图7计算Fe—Cu相图

Fe—Cu相图实验结果，如图8，来自参考文献【http://www.crct.polymtl.ca/fact/pdweb.php】