三元系统相图分析及析晶规律

无论原始组成点在哪个副三角形内，该副三角形所对应的
三元无变量点是其析晶结束点，最终析晶的产物是该副三角
形三个顶点所表示的物质。
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
副三角形划分法
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
具有一个不一致熔二元化合物的三元系统相图
C
相图上的特点：
该三元系统的相图共有 四个初晶区，五条界线， 两个三元无变量点
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
液相点：
LC LC A M D E( LE C A B)
f 2
f 1
f 0 L消失
Байду номын сангаас固相点：
C A A B C C C F C M
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
熔体 冷却析晶的规律： （1）原始熔体M在哪个初晶区内，冷却时，该初晶区所对 应的固相首先从液相析出，该组分析晶过程中，液相组成点 的变化路线遵守背向性规则。 （2）冷却过程中系统的组成点始终不动，而且系统的组成
温度下降的方向
（3）对一些特殊的点 如各组分及化合物的、无变
量点等，将其温度直接标入图中或列表注明。
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
M
.
4、结晶路程
C
F
Mt1
. .
e2
t2
.
.
e3
t2
A
t2 D E
.
B
t1
. .
. .
e1
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
熔体的结晶路程：
&&另一个方法：根据界线的温度下降方向
任何一个无变量点是三个初晶相区和三条界线的交汇点： 三条界线温度下降箭头都指向交汇点：共熔点(三升点) 两条界线的温度下降箭头指向交汇点：单转熔点(双升点) 两条界线的温度下降箭头背向交汇点：双转熔点(双降点)
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
4、三角形规则
8、形成三元连续固溶体的三元系统相图
9、形成一个二元连续固溶体的三元系统相图 10、具有液相分层的三元系统相图
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
三元系统相图的基本类型
具有一个低共熔点的 三元系统相图
1. 立体图 具有一个低共熔点的三元凝 聚系统立体图，是以浓度三角 形为底，以温度为高的三棱柱 体。当A、B、C三个组分在液 态完全互溶，固态完全不互溶， 不形成固溶体，不生成化合物 时，即形成这种相图。 三条棱、三个侧面、花瓣状 的三个曲面、三条曲线、三条 界线的交点分别表示的意义及 相律公式的应用
t1
（3）析晶结束时:
A
t2
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
e1
B
具有一个一致熔二元化合物的三元系统相图
C
1、相图分析：
该三元系统的相图共有 四个初晶区， 五条界线， 有两个三元低共熔点
A C e4 A e1 e1' L+A e2' L+B L+S E1 S S e2 m E2 e3
用途：确定结晶产物和结晶终点。 内容：原始熔体组成点所在的三角形的三个顶点表示的物 质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初晶区所包围的三 元无变量点是其结晶终点。
###
不同组成的结晶路程分析 A、划分副三角形， 确定组成点的位置； B、 分析析晶产物和析晶终点； C、分析析晶路线，正确书写其结晶路程； D、利用规则检验其正确性。
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
3、重心规则
用途：判断无变量点的性质 内容：无变量点处于其相应副三角形的重心位，则为共熔点； 无变量点处于其相应副三角形的交叉位，则为单转熔点； 无变量点处于其相应副三角形的共轭位，则为双转熔点； ## 副三角形：指与该无变量点液相平衡的三个晶相组成点连 接成的三角形。
CM L% 100 % CD
DM C% 100 % CD
C F
Mt1
（2）当液相组成点刚刚到达E点:
FM ME 100 % L% 100 % S( AC ) % FE FE A CF CF ME A% 100 % AC FE C AF e
3
t2 D E t2
e2
投影为平面上的初晶区
A、 B 、 C
平面界线→空间界线
e1 E E1 E e2 E E2 E e3 E E3 E
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
3. 投影图上温度表示法
投影图中的温度常用以下方法来表示： （1）用等温线表示 （2）在界线上（包括在三角形的边上）用箭头表示
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
本系统CS 连线将原来的三角形划分为两个分 三角形，每个分三角形都是一个具有低共熔点的 三元系统。 2、三角形化分的原则：
副三角形根据三元无变量点来划分，使每个三元无变量 点都对应一个副三角形。 副三角形的个数与对应的三元无变量点个数相等。
3、冷却析晶规律：
= 2，三
= 3；
（4）界线: 界线代表了系统的三相平衡状态； f = 1 （5）交点E/: 处于四 相平衡状态 ；f = 0
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
立体图与平面投影图的关系
e1 E1
平面点→空间点
e2 E2 e3 E3 E E
(1) 立体图的空间曲面(液相面)
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
2. 平面投影图
C
.
e2
t1
e3
t2
A
t2 E t2
.
B
.
t1
e1
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
说明：
（1）三棱边：A、B、C 的三个一元系统；
（2）三侧面：构成三个简单二元系统状态图，并具有相 应的二元 低共熔点；
（3）液相面: 液相面代表了一种二相平衡状态 f 个液相面以上的空间为 熔体的单相区 f
e3 E C e2 P
（1）化合物组成点不在 其初晶区范围内。
（2）界线 pP 是一条转熔线， 冷却时发生固相回吸。
A
A e1 e11
S p
B S B
（3）连接CS，将△ABC可划分为两个副三角形，即△ACS和 A1 E 和 P，E在对应的副三角形的 p1 S1 △BCS，对应的无变量点分别为 内部，是低共熔点，P在对应的副三角形的外部，是转熔点。
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
B1
判断三元相图的几条重要规则
1、连线规则
用途：判断界线的温度走向 （下降方向） 要点：两个初晶区之间的界线(或延长线)和两个晶相的组成点 的连线(或延长线)相交，交点是界线上的温度最高点，界线上 的温度是随着离开上述交线而下降。
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
点、液相组成点和固相（或混合物）的组成点始终在一条直 线上。 （3）无论熔体M在三角形的何种位置，析晶产物都是A、 B、C 三种晶相，且都在三元低共熔点上析晶结束，因此三 元低共熔点一定是析晶的结束点。
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
4、杠杆规则的应用
（1）当液相组成点刚刚到达D点:
B B
具有一个一致熔二元化合 物的三元系统相图
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
相图的特点：
化合物组成点位于其初晶区范围内，并且是它的初晶区 内的温度最高点。
要求：
(1) 确定温度的变化方向； (2) 各界线的性质； (3) 会划分各分三元系统； (4) 分析不同组成点的析晶路程， 析 晶终点和析晶终 产物； (5) 在E1E2界线上m点是温度最高点。(连线规则)
2、切线规则：
用途：判断三元相图上界线的性质 内容：通过界线上作切线与相应两相组成点的连线相交， 交点都在连线以内，共融界线；L → A + B 交点都在连线外，转熔线；L + A → B 交点和一晶相组成点重合，该点为界线性质转变点。LB → B ## 注意：有时一条界线上切线与连线相交有两种情况。 在 某段具有共熔性质，过一转变点后又具有转熔性质。 共熔界线的温度下降方向： 转熔界线的温度下降方向：
三元系统相图分析及析晶规律
翟海法 2015. 04. 11
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
三 元 系 统
f c p 1 4 p
f 0
pmax 4
p 1
f max 3
2015物理与电子工程学院青年教师课堂教学比赛
孟哈日巴拉
三元凝聚系统相图的基本类型
1、具有一个低共熔点的简单三元系统 2、生成一个一致熔融二元化合物的三元系统相图 3、具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图 4、生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图 5、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图 6、具有一个低温稳定、高温分解的二元化合物的 三元系统相图 7、具有一个低温分解、高温稳定的二元化合物的 三元系统相图