二元相图

性质 熔融分解 熔融分解 低共熔 一致熔 双向转变 低共熔 不一致熔 一致熔 双向转变 双向转变 低共熔 不一致熔 固相反应
组成（%） CaO 0.6 28 37 48.2 48.2 54.5 55.5 65 65 65 67.5 73.6 73.6 SiO2 99.4 72 63 51.8 51.8 45.5 44.5 35 35 35 32.5 26.4 26.4
二、二元相图

二元体系相律 F=C-P+2＝4-P ，当相数最少时，Pmin=1，自由度数最大，Fmax=3， 相图是三维的，温度、压力、组分浓度。

凝聚体系F=C-P＋1=3-P，最少相数Pmin=1，最大自由度数Fmax=2， 温度，组分浓度。
二、二元相图


二元相图组成表示法 质量百分比 摩尔比百分数 杠杆规则
不稳定的化合物，加热 这种化合物到某一温度 便发生分解，分解产物 是一种液相和一种晶相，
二者组成与化合物组成
皆不相同。
④有一个化合物在固相分解的二元系统相图
⑤具有多晶转变的二元系统相图
⑥具有液相分层的二元系统相图
⑦形成连续固溶体的二元系统相图
⑧具有低共熔型的有限（不连续）型固溶体的二元系统相图
二、二元相图
1、十种基本类型二元相图
①具有一个低共熔点的二元相图
②具有一个一致熔化合物的二元系统相图 一致熔化合物：一种 稳定的化合物，它与
正常的纯物质一样，
具有固定的熔点，将 这种化合物加热熔化， 生成液相，其液相组 成与化合物组成相同。
③具有一个不一致熔化合物的二元系统相图
不一致熔化合物：一种
止原料中混入Al2O3，在使用中避免与高铝砖，MA砖接
触，以免造成材料耐火度下降。

(2) 在E1点右侧，开始L相线较陡，以后较平缓，
L相线陡对温度不敏感，L相线平缓对温度较敏感，
如对一普通粘土砖组成33mol%Al2O3，67%SiO2，由
相图可见，温度升到1595℃时产生50%L相，直到
1700℃，L量为60%，当温度高于1700℃由于液相 相线平缓，随温度升高，L量急剧增加，这使粘土 砖软化，不能完全使用。
别推断描绘它们的显微结构特点？

（2）上述问题若MgO、Cr2O3各50：50的熔
体，其显微结构？
⑨具有转熔型的有限（不连续）固溶体的二元系统相图
⑩具有最高（低）点的连续固溶体型的二元系统相图
二元实际相图
常见的实际二元相图：

Al2O3-SiO2、MgO-铁氧、Na2O-SiO2、 MgO-SiO2、MgO-Al2O3、CaO-SiO2 CaO-Al2O3、PbTiO3-PbZrO3


1.Al2O3－SiO2系相图aob源自SiO 2 %= CaO%
CaO C 100% 68% SiO 2 CaO SiO 2 C 100% 32% SiO 2 CaO
C
（3）请绘图描述CaO：SiO2=20:80，50:50，60:40的混合物随温度升高液 相生成量的变化特征？
X
Y
Z
（4）硅砖生产中以石灰乳为结合剂和矿化剂，一般加入量以CaO计不
在CaO-MgO系统相图中（见图）有一原始配料点P，
其组成为CaO60%，MgO40%，试分析下列问题
（1）组成P加热过程中相变化；
（2）组成P在2400℃时有哪几相平衡共存及各相 相对百分含量；
P’
在CaO-MgO系统相图,有一原始配料 点P，其组成为CaO60%，MgO40%，试 分析下列问题 （1）组成P加热过程中相变化；

（2）已知组成（15wt% Al2O3，85wt%MgO）计算2400℃ ,
2000℃各相量？
2400 C oa L% 100% ab ob 方镁石% 100% ab
o a
b
7.MgO-MgO· 2O3二元相图 Cr

（1）30% Cr2O3，70%MgO组成的熔体自高温
缓慢和急速两种方式冷却至1700℃，请分
LF LF+ SiO2 LF LF+ SiO2
SiO2 0 42.8 36 62 63.5 69 99.2
平衡温度， ℃
熔点 熔点 低共熔点 转熔点 低共熔点 熔融分相 熔融分相
100 57.2 64 38 36.5 31 0.8
2805(2800) 1890 1860 1557 1543 1703(1695) 1703(1695)
19．90
矾土水泥
57．01
33．10
4．58
2．19
1450
试用Al2O3- CaO系统相图分析下列问题:

(1)此两种水泥的主要矿物组成; (2)解释两种水泥的耐火度为什么不同; (3)Al2O3含量为40%的原始物料熔融后冷却过程的相变
化，并计算在1500℃时液相和固相的百分含量。
4. CaO-MgO二元相图
温度(℃) 1705 1705 1436 1544 1125 1460 1464 2130 1450 725 2050 2070 1250
（1）指出其中分解熔融化合物，并写出反应式？ （2）C2S与SiO2以1：3混合，求该混合物在1600℃的平衡 相及其比例，若此状态下有液相生成，指出该液相的组成 （3）请绘图描述CaO： SiO2=20:80，50:50，60:40的混 合物随温度升高液相生成量的变化特征？ （4）硅砖生产中以石灰乳为结合剂和矿化剂，一般加入 量以CaO计不超过3%，求这个加入量随加热液相生成量的
（2）组成P在2400℃时有哪几相平衡共 存及各相相对百分含量；
a
o
b
2400℃有 L 和 MgOss
oa L% 100%, ab ob MgOss 100% ab
P
5.MgO-SiO2二元相图
组成，% 图中符号 相间平衡关系 平衡性质 MgO A B C D E F F‘ MgO L M2S L MgO+ M2S L M2S +LD MS MS+ SiO2 L
超过3%，求这个加入量随加热液相生成量的变化？
100
(1705,100)
L%
80
60
40 20
(1470, 8.5) (1436,8.1)
1400
1600
1800
T(℃)
3.CaO-Al2O3二元相图
现有两种铝酸盐水泥的化学成分及耐火度如下：
主要化学成分，% 水泥品种 Al2O3 低钙铝酸盐水泥 69．80 CaO SiO2 4．43 Fe2O3 3．40 1690 耐火度，℃

Al2O3-SiO2系相图从1909年发表第一篇相图开始至今
已有十几篇，Al2O3-SiO2系在耐火材料中应用相当广
泛，从耐火砖划分可见，硅质、半硅质、粘土质、高 铝质。

(1) 对硅砖而言，从相图可见，液相线非常陡，说明 在硅砖中引入少量Al2O3会使SiO2熔点急剧降低，如按 重量百分比在硅砖中引入1%Al2O3则在1595℃产生 18.2%L相，因此对硅砖生产要严格控制Al2O3含量，防
相平衡关系 α-方石英+LB LA α-方石英+LB LA α-鳞石英+α-CS LC α-CS LD α-CS β- CS α-CS+C3S2 LF C3S2 α-C2S+L α-C2S LH α-C2S α，-C2S ， α -C2S γ- C2S α-C2S+ C3S LK C3S CaO+L C3S α，-C2S+ CaO
变化？
（1）指出其中分解熔融化合物，并写出反应式？
2070C C3 S L CaO 1464C C3 S2 L C2 S
（2）CS与SiO2以1：4混合，求该混合物在1600℃的平衡相及其比例，若 此状态下有液相生成，指出该液相的组成。
oa 100% 42% ab ob 方石英%= 100% 58% ab 液相组成为： L%
6、MgO-Al2O3系统

有一个化合物MA尖晶石，熔点2105℃，具有许多优良性
质，可与MgO形成固溶体，是有很大价值的高温相组成，
MA作为方镁石直接结合相可显著改善热震稳定性。

（1）从相图可见，Al2O3在高温下可部分固溶到MgO中， max=18%，从提高耐火度角度，MA制品的配料组成应偏于 MgO侧，即Al2O3量＜18%,这可使系统具有较高的T始和T液化， 如Al2O3含量5%，10%时，T始=2500℃,2250℃,T液化=2780 ℃,2750 ℃。

(3)Al2O3＜5.5%，杂质
Al2O3＞5.5%, Al2O3含量增加，高温性能增强，因 为液化温度升高，生成高温相刚玉。

(4)由组成估计L相量。 (5)设计配方，骨料与基质协调性 (6)二次莫来石化的膨胀作用
2. CaO-SiO2二元相图
图中标点 A B C D E F G H I J K M N