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2020/9/19
4.3三元系相图
4.3.1三元系浓度三角形的性质 浓度三角形的构成：如图4-9所示。 在图中，各字母及线的意义如下： 等边三角形顶点A、B、C分别代表纯物质；A的对边BC代表A成分为零；自A点
作BC边的垂线AD，并将其划分为5等份，则每份为20％；逆时针方向自C 至A，自A至B，自B至C分别代表A、B、C各组元浓度。
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4.2二元系相图基本类型
3）液态部分互熔 如图4-8所示
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4.3三元系相图
引言
我们先用相律对三元系相图作以分析： 独立组元数为3，所以 F=C-P+1=4-P 若相数P＝1（至少），则最大自由度F=3； 若相数F＝0（至少），则最多相数P＝4。
L、L1、L2表示液态溶液；A、B表示固体纯组元； 、 、 表示固溶体（固 体溶液）；M、M1、M2表示A、B间形成的化合物。
二元相图划分： 从体系中发生的相变反应区分，可分为： 1．分解类 共晶反应－液相冷却时分为两个固相，此固相可以是纯组元，也可是固溶体
或化合物。 液态冷却到共晶温度时，发生如下六种类型反应：
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4.1二元系相图基本类型
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4.1二元系相图基本类型
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4.2二元系相图基本类型
对二元系相图，在一般的物理化学教科书上已经有详细的介绍，我们把二元 系相图进行分类，并做一个总结。此处：
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x132
4.3三元系相图
2．等含量规则
在等边三角形中画一条平行于任一边的 线，则该条线任何一点有一个组元的 成分是不变的，这个组元就是对应这 个边的顶点的物质，如图4-12 中， x1 、 x2 、 x点3 含A相同。
3．定比例规则
从一顶点画一条斜线到对边，则该 条斜线上的任何点，由其它二顶 点所代表的二组分成分之比是不 变的。如图4-13中，x1 、 x2 、x3 三点，%B NC 常数。
3）单晶反应－液态溶液分解为一个固体及另一个组成的液相。
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4.2二元系相图基本类型
2．化合类 1）包晶反应－体系在冷却时，液相与先结晶出的固相或固溶体化合为另一
固相（共六类）。
2）包析反应－体系冷却时，两个固相纯物质、化合物或固溶体生成另外一 个固相化合物或固溶体（共12类）。
反应得到的 G与T 的关系式,将所有元素与 1molO2 反应的G ～ T 画到一张 图上，如图2-1所示。
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4.1二元系相图基本类型
4.1.2 Ellingham图的热力学特征 从热力学原理来说，氧势图中所描述的化学
反应有以下两个特点： 1) 直线位置越低，则氧化物越稳定，或该氧
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4.2二元系相图基本类型
1)从相图的基本结构分： 共晶型
如图4-1所示
2）生成化合物 ①生成稳定化合物
如图4-2所示
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4.2二元系相图基本类型
②生成不稳定化合物 如图4-3所示
3）生成固溶体
①固态部分互溶，如图4-4；②固态 完全互溶的固溶体，如图4-5； ③固相部分互溶，并有转熔点 （包晶点），如图4-6；④含有 最高（或最低）点连续互溶。
。
以上不同的反应代表一种相图的类型。
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4.2二元系相图基本类型
共析反应－固溶体或固态化合物在冷却时分解为两个固相（共12个类型）。 与共晶反应不同的是，共析反应是当温度降低到共析点时，由固溶体或固态
化合物生成两个固相组成的共晶体（如A+B，……） 各种类型的相图发生的共析反应为:
化物越难还原； 2) 同一温度下，几种元素同时与相遇，则氧
化顺序为：Ellingham图上位置最低的元 素最先氧化。例如：1600K，最易氧化 的几个元素依次为： Ca-Ce-Ba-Mg-Al 概括起来，氧势图有如下热力学特征： 低位置的元素可将高位置元素形成的氧化物 还原
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4.3三元系相图
1．垂线、平行线定理 从等边三角形ABC内任一点P向三个边画三条垂线，这三条垂线之和等于三角
形的高度，也即：PG+PE+PF=AD；如图4-10。 从等边三角形ABC内任一点P画三个边的平行线，则三条平行线之和等于任一
边长，也即：PM+PL+PK=AC(或AB或BC)。如图4-11
第四章 相图
➢ 4.1二元系相图基本类型 ➢ 4.2二元系相图基本类型 ➢ 4.3三元系相图
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第四章 相图
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4.1二元系相图基本类型
4.1.1几个定律 1．相律
相律是研究热力学体系中物相随组元及体系的其他热力学参数变化的规 律。可用下式表达： F=c－p＋2（温度、压强） 其中， F－自由度；p－相数；c－独立组元数。 由于钢铁冶金研究的体系基本为定压下的相平衡，所以温度与压强的两个参 数中，压强既为恒量，这两个变量成为一个，所以F=c－p＋1 二元系：F=3－p； 三元系：F=4－p。 2．连续原理 当决定体系状态的参数连续变化时，若相数不变，则相的性质及整个体系的 性质也连续变化；若相数变化，自由度变了，则体系各相性质及整个体 系的性质都要发生跃变。 3．相应原理 对给定的热力学体系，互成平衡的相或相组在相图中有相应的几何元素（点、 线、面、体）与之对应。
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rG
4.1二元系相图基本类型
G ～T 图及其应用（Ellingham图）
对元素M和氧的反应，可以写成如下标准反应形式（即所有元素都与1molO2 反 应）：
rG
1
＝ RT
ln
P' O2
P
＝ = RT
ln
P' O2
P
RT ln PO2
为了比较各元素M与氧气反应生成氧化物的强弱，Ellingham根据以上标准