第6章 相平衡与相图(1)-概述

相平衡与相图
第6章
6.1 概述
6.2 相平衡及其研究方法
6.3 单元系统
6.4 二元系统
6.5 三元系统
第6章相平衡与相图—— 6.1 概述
概述
6.1
一、相变过程
二、相平衡
三、相图
第6章相平衡与相图—— 6.1 概述
一、相变过程
（一）定义
一定条件下物质由一相迁移到另一相的过程称为相变过程。

（二）特点
相变过程中新相不断生成，旧相不断消失。

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相变过程：液体蒸发、蒸汽凝结、
固体溶解、液体结晶、
熔体析晶、晶体熔融
不同晶型转变
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二、相平衡
（一）定义
一定条件下，多相系统中相的生成速度等于相的消失速度，则系统达到相平衡。

（二）特点
1. 1. 宏观上相间无任何物质传递；
2. 2. 系统中每一相的数量不随时间变化；
3. 3. 为动态平衡。

第6章相平衡与相图—— 6.1 概述
第6章 相平衡与相图 —— 6.1 概述
（三）相平衡条件
各组分在各相中的化学位相等， 即
等温等压条件下：
∑==0
i i dn dG µ
（四）相平衡研究内容
单或多组分多相系统中相的平衡问题，即多相系统的平衡状态——相数目、相组成、各相相对含量等如何随影响平衡的因素——温度、压力、组分的浓度等变化而改变的规律。

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三、相图
（一）定义
描述相平衡关系的几何图形称为相图（或称为平衡状态图）。

平衡条件下物质的存在状态（或相）由温度和压力决定。

根据多相平衡试验结果，可绘制成几何图形以描述这些相在平衡状态下的变化关系，其原理属热力学范畴（即仅表明方向和限度）。

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（二）相图的意义
11．相图是处于平衡状态下系统的组份、物相和外界条件相互关系的几何描述；
22．相图可表明：某一组成的系统，在指定条件下，达到平衡时，系统中所存在的：
（1）相的数目（方向）；
（2）各相的形态、组成及相对含量（限度）。

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（三）相图的应用
相图是研究和预测各种无机材料制备方法和性能的重要手段之一，在无机材料研究或实际生产中起重要指导作用。

相图对于材料科学工作者的作用如同地图对于旅行者、航海图对于航海家一样重要。

第6章相平衡与相图—— 6.1 概述
1．指导配方
根据材料性能要求，确定配料范围及组成点位置。

2．选择工艺制度
根据系统加热过程相的变化，确定烧成制度（如：陶瓷、水泥、耐火材料等）和熔制制度（如：玻璃等）。

3．估计产品性能
根据配料组成点位置，计算相含量，估计产品性能。

第6章相平衡与相图—— 6.1 概述
新材料开发，一般是根据所要求的性能确定其矿物组成，由相图确定其配料范围，可大大缩小实验范围，节约人力物力，取得事半功倍的效果。

水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等无机材料是将一定配比原料经煅烧在多相系统中形成，且会经历多次相变过程。

通过相平衡研究可了解在不同条件下，系统所处的状态，并能通过一定工艺处理控制这些变化过程，生产出预期性能的制品。

第6章相平衡与相图—— 6.1 概述。