二元体系相图
合集下载
Cd-Bi二元体系相图绘制
2．检查步冷曲线加热装置各接口连线是否正确， 连接好加热装置，确认连线已接好，插上电源插
头，打开电源开关，仪器预热10分钟。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验步骤
3．设置工作参数
（1） 按“设置”按钮，加热速度显示器显示“o”,设置 目标温度，显示在加热速度显示器上。按“+1”增加，按 “‐1”减少，按“X10”左移一位即扩大十倍。 （2） 再按“设置”按钮，加热速度显示器显示“b”，设 置保温功率，显示在加热速度显示器上。按“+1”增加， 按“‐1”减少，按“X10”左移一位即扩大十倍。 （3） 再按“设置”按钮，加热速度显示器显示“c”，设 置加热速度，显示在加热速度显示器上。按“+1”增加， 按“‐1”减少，按“X10”左移一位即扩大十倍。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验原理
热分析法
利用步冷曲线所得到的一系列组成和所对应的 相变温度数据，以横轴表示混合物的组成，纵轴上 标出开始出现相变的温度，把这些点连接起来，就 可绘出相图。
Cu 30 50 70 Ni
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验步骤
实验数据记录表
Cd质量分 0%
数
30s 60s 90s 120s …
20% 40% 60% 80% 100%
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
思考题
1. 对于不同成分的混合物的步冷曲线，其水平段 有什么不同?
2. 步冷曲线的斜率以及水平段的长短与哪些因素 有关？
仪器试剂
规格尺寸:
1、炉体加热装置 375×278×210 mm 2、 不锈钢样品管 φ30×190mm
头，打开电源开关，仪器预热10分钟。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验步骤
3．设置工作参数
（1） 按“设置”按钮，加热速度显示器显示“o”,设置 目标温度，显示在加热速度显示器上。按“+1”增加，按 “‐1”减少，按“X10”左移一位即扩大十倍。 （2） 再按“设置”按钮，加热速度显示器显示“b”，设 置保温功率，显示在加热速度显示器上。按“+1”增加， 按“‐1”减少，按“X10”左移一位即扩大十倍。 （3） 再按“设置”按钮，加热速度显示器显示“c”，设 置加热速度，显示在加热速度显示器上。按“+1”增加， 按“‐1”减少，按“X10”左移一位即扩大十倍。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验原理
热分析法
利用步冷曲线所得到的一系列组成和所对应的 相变温度数据，以横轴表示混合物的组成，纵轴上 标出开始出现相变的温度，把这些点连接起来，就 可绘出相图。
Cu 30 50 70 Ni
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验步骤
实验数据记录表
Cd质量分 0%
数
30s 60s 90s 120s …
20% 40% 60% 80% 100%
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
思考题
1. 对于不同成分的混合物的步冷曲线，其水平段 有什么不同?
2. 步冷曲线的斜率以及水平段的长短与哪些因素 有关？
仪器试剂
规格尺寸:
1、炉体加热装置 375×278×210 mm 2、 不锈钢样品管 φ30×190mm
二元相图（匀晶,共晶）（精）
三）固溶体的非平衡凝固
不平衡结晶的过程分析 假定：不平衡结晶时，液相成分借助扩散、对流或搅拌等 作用完全均匀化，固相内却来不及扩散。
三）固溶体的非平衡凝固
① 将各温度下固溶体和液相的平均成分点连接成线，得 到固溶体和液相的平均成分线。
② 不平衡凝固时，液固相在各温度时的相平衡成分仍然 在平衡凝固时的液固相线上，只是其平均成分线偏离 了平衡凝固时的液固相线。
四、杠杆定律
在二元合金相图的两相区内，温度一定时，两相的重量比是一定的。 合金成分为C0，总重量为1, 在T 温度时，由液相和固相组成，液 相的成分为CL，重量为WL，固 相成份为Cα，重量为Wα。
1 = WL +Wa
1 C0 WL CL W C
WL = Ca - C0 Wa C0 - CL
固溶体凝固与纯金属凝固的比较
固溶体的凝固与纯金属的凝固相比有两个显著特点：
⑴ 固溶体合金凝固时结晶出来的固相成分与原液相成分不 同。结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶称为异分结晶 (又称选择结晶)；纯金属凝固结晶时结晶出的晶体与母相化 学成分完全一样称为同分结晶。
固溶体的结晶属于异分结晶，在结晶时的溶质原子必然要在 液相和固相之间重新分配。
的相图上有极小点；
在Pb-Tl、Al-Mn等合金的相图上 有极大点。
二）固溶体的平衡凝固
平衡凝固：从液态无限缓慢冷却，在相变过程中充分进行组元间互相 扩散，达到平衡相的均匀成分，这种凝固过程叫平衡凝固。
x合金凝固过程及组织
冷至T1时
开始凝固出α1成分的固相 α1中的含Ni量比x合金高， α1旁的液体中含Ni量降 低，扩散平衡后液体成分 为L1
一、 二元系相图的表示法
二元系物质有成分的变化，在反映它的 状态随成分、温度和压力变化时，必须用一 个坐标轴的三维立体相图。由于二元合金的 凝固是在一个大气压下进行，所以二元系相 图的表示多用一个温度坐标和一个成分坐标 表示，即用一个二维平面表示。
二元系相图基本类型介绍及分析(自己整理)
特殊情况（a）具有最高熔点的二元连续固溶体相 图； （b）具有最低熔点的二元连续固溶体相图
②形成不连续固溶体的二元系统相图
溶质只能以一定的限量溶入溶剂，超过限度便会出现第二相，这种固溶体称 为不连续（也称部分互溶或有限互溶）固溶体。在 A，B 两组元形成有限固溶体 系统中，以 SA(B)表示 B 组元溶解在 A 晶体中所形成的固溶体，SB(A)表示 A 组元 溶解在 B 晶体中所形成的固溶体。根据无变量点性质的不同，这类相图又可以 分为具有“低共熔点”和具有“转熔点”两种类型。 1）具有“低共熔点”的有限固溶体的二元系统相图（共晶体系）
G1 M 2 M G2 M 1M
此关系式与力学上的杠杆很相似，如图上图所示，M 点相当于杠杆的支点， M1 和 M2 则相当于两个力点，因此称为杠杆规则。可以看出，系统中平衡共存的 两相的含量与两相状态点到系统总状态点的距离成反比。即含量愈多的相，其状 态点到系统总状态点的距离愈近。 使用杠杆规则的关键是要分清系统的总状态点， 成平衡的两相的状态点，找准在某一温度下，它们各自在相图中的位置。
液-固两相的成分将偏离平衡相图中的液相线和固相线，即发生不平衡析晶，产 生偏析现象。 为了描述偏析， 引入分布系数 K0。 分布系数表示溶质在固相中的浓度 CS 与 在液相中的浓度 CL 的比值，即
K0 CS CL
K0 是浓度的函数。溶质使体系熔点降低者，K0<1，如图 2 中的（a） ，例如掺 Nd3+ 的 YAG 体系属此种情况（YAG 为钇榴石） 。溶质使体系熔点升高者，K0>1，如 图 2 中的（b） ，例如掺 Cr3+的 Al2O3 系统（即红宝石）属这种情况。对于固、液 同成分点，K0=1。
（1）相图的表示方法
②形成不连续固溶体的二元系统相图
溶质只能以一定的限量溶入溶剂，超过限度便会出现第二相，这种固溶体称 为不连续（也称部分互溶或有限互溶）固溶体。在 A，B 两组元形成有限固溶体 系统中，以 SA(B)表示 B 组元溶解在 A 晶体中所形成的固溶体，SB(A)表示 A 组元 溶解在 B 晶体中所形成的固溶体。根据无变量点性质的不同，这类相图又可以 分为具有“低共熔点”和具有“转熔点”两种类型。 1）具有“低共熔点”的有限固溶体的二元系统相图（共晶体系）
G1 M 2 M G2 M 1M
此关系式与力学上的杠杆很相似，如图上图所示，M 点相当于杠杆的支点， M1 和 M2 则相当于两个力点，因此称为杠杆规则。可以看出，系统中平衡共存的 两相的含量与两相状态点到系统总状态点的距离成反比。即含量愈多的相，其状 态点到系统总状态点的距离愈近。 使用杠杆规则的关键是要分清系统的总状态点， 成平衡的两相的状态点，找准在某一温度下，它们各自在相图中的位置。
液-固两相的成分将偏离平衡相图中的液相线和固相线，即发生不平衡析晶，产 生偏析现象。 为了描述偏析， 引入分布系数 K0。 分布系数表示溶质在固相中的浓度 CS 与 在液相中的浓度 CL 的比值，即
K0 CS CL
K0 是浓度的函数。溶质使体系熔点降低者，K0<1，如图 2 中的（a） ，例如掺 Nd3+ 的 YAG 体系属此种情况（YAG 为钇榴石） 。溶质使体系熔点升高者，K0>1，如 图 2 中的（b） ，例如掺 Cr3+的 Al2O3 系统（即红宝石）属这种情况。对于固、液 同成分点，K0=1。
（1）相图的表示方法
水盐体系相图及其应用pt课件
图2-2 Mn(NO3)2—H2O体系相图
二、复杂二元相图旳标绘
1.稳定水合盐相图实例
t（℃）
30
（2）点
E1它表达冰与Mn(NO3)2·6H2O两个 20
固相平衡旳饱和溶液，是低共熔冰盐
10 A
①
合晶点（低共熔点），也是无变量点。 0 1
E2它表达Mn(NO3)2·6H2O与 Mn(NO3)2·3H2O两个固相平衡旳饱和 溶液，两盐共饱点。
ice+ Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O Mn(NO3)2·6H2O
Mn(NO3)2·6H2O＋
二、复杂二元相图旳标绘
1.稳定水合盐相图实例
t（℃）
（1）线
F 11
曲线AE1是Mn(NO3)2溶液旳结冰线，也称为冰旳 30 溶解度曲线。 曲线E1BE2是Mn(NO3)2·6H2O在水中旳溶解度曲 20
11 80
ice
12 100
51.2 55.5 59.8 63.8
NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3
5 -17.7
38.0
ice+ NaNO3 13 150
73.7
NaNO3
三、简朴二元水盐相图旳标绘
（2）相图旳标绘完全符合连续原 理和相应原理。 ①分析相平衡数据。 ②建立坐标系。 ③标出数据点，并编号标点。 ④连溶解度曲线。 ⑤拟定有关固相旳位置。 ⑥划分相区。
液相，是三相共存旳三相线。
直线QGH是固相NaCl·2H2O、固相NaCl及对NaCl·2H2O与NaCl都 饱和旳液相，是三相共存旳三相线。
（2）点
E点合表晶达点冰，与也N是a无Cl变·2H量2O点两。个固相平衡旳饱和溶液，是低共熔冰盐
二元相图ppt
组分固定
当组分固定时，相图中的液相线、固相线位置固定，各相区范围也相对固定。
06
二元相图的未来发展
提高测定精度
采用更精确的测定技术
例如，X射线衍射、中子散射等，以提高二元相图测定精度。
完善实验方案
采用多种实验技术结合，消除误差，提高测定数据的可靠性 和准确性。
探索新的二元相图类型
研究非金属二元体系
液态二元相图通常采用双变量坐标系，其中横坐标表示温度 ，纵坐标表示压力，以表示不同温度和压力下两种液体的平 衡状态。
固态二元相图
固态二元相图表现的是固体两相间平衡关系，通常用于描 述两种固体间的相互溶解度、结晶和分离过程。
固态二元相图通常采用双变量坐标系，其中横坐标表示温 度，纵坐标表示压力，以表示不同温度和压力下两种固体 的平衡状态。
实验测定流程
样品制备
选择合适的原材料，按照一定比例混合、 球磨、干燥等流程制备样品。
数据处理
对实验检测得到的数据进行处理和分析， 提取有用的信息。
样品检测
根据实验目的，选择合适的检测仪器对样 品进行检测。
结果总结
根据数据处理结果，撰写实验报告，总结 实验结果和结论。
实验测定数据的处理
数据整理
整理实验数据，排除异常值和误差 ，确保数据准确性。
温度降低
相图中的液相线、固相线位置会向低温方向移动，各相区范 围也会发生变化。
压力的影响
压力升高
相图中的液相线、固相线位置会向高压方向移动，各相区范围也会发生变化 。
压力降低
相图中的液相线、固相线位置会向低压方向移动，各相区范围也会发生变化 。
组分的影响
组分变化
相图中的液相线、固相线位置会随着组分的变化而移动，各相区范围也会发生变 化。
当组分固定时，相图中的液相线、固相线位置固定，各相区范围也相对固定。
06
二元相图的未来发展
提高测定精度
采用更精确的测定技术
例如，X射线衍射、中子散射等，以提高二元相图测定精度。
完善实验方案
采用多种实验技术结合，消除误差，提高测定数据的可靠性 和准确性。
探索新的二元相图类型
研究非金属二元体系
液态二元相图通常采用双变量坐标系，其中横坐标表示温度 ，纵坐标表示压力，以表示不同温度和压力下两种液体的平 衡状态。
固态二元相图
固态二元相图表现的是固体两相间平衡关系，通常用于描 述两种固体间的相互溶解度、结晶和分离过程。
固态二元相图通常采用双变量坐标系，其中横坐标表示温 度，纵坐标表示压力，以表示不同温度和压力下两种固体 的平衡状态。
实验测定流程
样品制备
选择合适的原材料，按照一定比例混合、 球磨、干燥等流程制备样品。
数据处理
对实验检测得到的数据进行处理和分析， 提取有用的信息。
样品检测
根据实验目的，选择合适的检测仪器对样 品进行检测。
结果总结
根据数据处理结果，撰写实验报告，总结 实验结果和结论。
实验测定数据的处理
数据整理
整理实验数据，排除异常值和误差 ，确保数据准确性。
温度降低
相图中的液相线、固相线位置会向低温方向移动，各相区范 围也会发生变化。
压力的影响
压力升高
相图中的液相线、固相线位置会向高压方向移动，各相区范围也会发生变化 。
压力降低
相图中的液相线、固相线位置会向低压方向移动，各相区范围也会发生变化 。
组分的影响
组分变化
相图中的液相线、固相线位置会随着组分的变化而移动，各相区范围也会发生变 化。
第7-2章二元系相图
（已知400℃时相的成分变为wCd=57%）。
18
19
20
答：（1） 549℃：包晶转变，（Cu）+L
547℃：包晶转变，+L
544℃：共晶转变，L+ 397℃：包晶转变，+L
314℃：共晶转变，L+（Cd）
21
（2）1点：开始发生匀晶转变，L（Cu） 2点：一部分液相发生包晶反应，（Cu）+L 2-3点：剩余液相继续发生匀晶反应，L 3点：剩余液相与一部分相发生包晶反应，+L 3点以下：剩余中析出部分相，
表达式：
L1+L2 →
5
4、具有熔晶转变的 相图 由一个固相恒温 分解为一个液相 和另一个固相的 转变。 表达式：
→+L
6
5、具有固态转 变的二元相图 （1）具有固溶 体多晶型转变 的相图
7
（2）具有共析转变 的相图 一个固相在恒温 下转变为另外两 个固相的转变。 表达式： →+
14
15
7.3.7 根据相图推测合金的性能
1、根据相图判断合金的使用性能
16
2、根据相图判断 合金的工艺性能
17
例1、Cu-Cd二元相图如图所示。
（1）写出图中三相平衡转变的名称及反应式；
（2）分析wCu=50%合金的平衡结晶过程； （ 3 ）写出 400℃时 wCu=50% 合金的平衡相并计算其质量 分数； （ 4 ）写出 400℃时 wCu=50% 合金的组织组成物并计算其 质量分数；
22
（3）400℃时合金中的平衡相为+，其质量分数分别为：
w w
57 50 100 % 66.7% 57 46.5 1 w 1 66.7% 33.3%
二元体系的相图计算及其应用
二元体系的相图计算及其应用随着计算机技术的不断发展，人们在研究材料科学时便能用到计算机模拟方法。
其中，相图计算是材料科学领域中一个非常重要的研究手段。
二元体系的相图计算是相图计算成果的基本形式，也是大多数材料科学家所采用的计算方法之一。
相图是指在一定温度和压力下，不同化学组成的材料所构成的各种相的稳定性关系图。
对于一种特定的材料体系，相图所反映的是其物理和化学性质，而且可以帮助人们了解不同物质组成的各种相所形成的规律。
现如今，相图计算已成为了研究材料物性的基本方法之一。
一、相图计算的基本步骤相图计算的基本步骤一般包含以下几个方面：1. 确定所要计算的材料体系在相图计算之前，首先需要确定所要研究的材料体系。
一般而言，体系的选取应该是体系中存在物质的重要问题，例如固溶体颗粒尺寸、相转变机理等。
2. 设置计算条件根据体系的物理化学特性，人们需要确定计算温度、压力等计算条件。
同时，还需要设置合适的模型和参数对计算进行定量描述。
3. 模型建立得到所要计算的基本体系后，需要采用一个适当的模型对所得数据进行拟合。
根据模型拟合所得参数来计算各相的热力学性质，并绘制出所要求的相图。
4. 分析相图通过分析相图，得出不同温度、不同组成下可能存在的相转变行为以及物质分析等。
二、相图计算在材料领域中的应用在材料领域中，相图计算被广泛用于材料合金设计、加工和改性等领域。
例如，如果人们需要在特定条件下合成某种材料，相图计算可以帮助我们确立最佳的配方组成和工艺条件。
同时，在新材料的研究中，相图计算也具有非常重要的作用。
通过相图计算可以发现材料相之间的相互转化规律，可以更加直观地描述新材料的物理化学性质和应用前景。
此外，相图计算还能指导材料在加工、成型和改性方面的创新，从而提高材料的性能和应用范围。
总之，二元体系的相图计算在材料领域中有着广泛的应用前景。
通过对相图的研究，人们可以更好地理解材料所表现出的各种性质，指导材料设计、制备和加工等方面的研究与实践。
二元相图fec相图
二元相图fec相图
汇报人：
日期:
• 简介 • 二元相图的基本类型 • fec相图的基本构成 • 二元相图和fec相图的绘制方法 • 二元相图和fec相图的分析应用 • 二元相图和fec相图的研究现状及展望
01
简介
定义和概念
要点一
二元相图（Binary Phase Diagram）
又称二元系统相图，是一种描述物质系统中的相平衡状态 的图。它表示了不同成分的物质在温度和压力等条件下的 状态和转变。
利用热力学数据计算
利用热力学数据，计算不同相的稳定性和转变温度。
二元相图和fec相图的绘制软件
1 2
Thermo-Calc
一款常用的热力学计算软件，可用于绘制二元相 图和fec相图。
FactSage
另一款热力学计算软件，可以绘制多种类型的相 图。
3
Visual Phase Diagram
一款可视化相图绘制软件，可用于二元相图和 fec相图的绘制。
THANKS
感谢观看
总结词：合金设计
详细描述：二元相图和fec相图在合金设计方面具有重要应用。通过分析相图，可以了解不同元素之间 的相互作用和合金的相组成，从而设计出具有所需性能的合金。例如，在钢铁工业中，通过调整铁、 碳和其他合金元素的含量，可以制造出具有高强度、高韧性、耐腐蚀等性能的钢材。
工艺优化
总结词：工艺优化
05
二元相图和fec相图的分析应用
材料性能预测
总结词
材料性能预测
详细描述
二元相图和fec相图可以用来预测材料的性能。通过分析相图中的成分和温度，可以了解材料的熔点、密度、热 膨胀系数、热导率等物理性质，以及硬度、抗拉强度、屈服强度、韧性等机械性质。这些信息对于材料的应用和 优化设计至关重要。
汇报人：
日期:
• 简介 • 二元相图的基本类型 • fec相图的基本构成 • 二元相图和fec相图的绘制方法 • 二元相图和fec相图的分析应用 • 二元相图和fec相图的研究现状及展望
01
简介
定义和概念
要点一
二元相图（Binary Phase Diagram）
又称二元系统相图，是一种描述物质系统中的相平衡状态 的图。它表示了不同成分的物质在温度和压力等条件下的 状态和转变。
利用热力学数据计算
利用热力学数据，计算不同相的稳定性和转变温度。
二元相图和fec相图的绘制软件
1 2
Thermo-Calc
一款常用的热力学计算软件，可用于绘制二元相 图和fec相图。
FactSage
另一款热力学计算软件，可以绘制多种类型的相 图。
3
Visual Phase Diagram
一款可视化相图绘制软件，可用于二元相图和 fec相图的绘制。
THANKS
感谢观看
总结词：合金设计
详细描述：二元相图和fec相图在合金设计方面具有重要应用。通过分析相图，可以了解不同元素之间 的相互作用和合金的相组成，从而设计出具有所需性能的合金。例如，在钢铁工业中，通过调整铁、 碳和其他合金元素的含量，可以制造出具有高强度、高韧性、耐腐蚀等性能的钢材。
工艺优化
总结词：工艺优化
05
二元相图和fec相图的分析应用
材料性能预测
总结词
材料性能预测
详细描述
二元相图和fec相图可以用来预测材料的性能。通过分析相图中的成分和温度，可以了解材料的熔点、密度、热 膨胀系数、热导率等物理性质，以及硬度、抗拉强度、屈服强度、韧性等机械性质。这些信息对于材料的应用和 优化设计至关重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 二元水盐体系相图
第一节 简单二元水盐体系图形表示法 一、相律特征 组分数等于2的体系是二元体系。它是由一种单
盐和水组成，或者说是由正、负离子各一种再加上水
组成，水盐体系中最简单的类型。例如K+//Cl-—H2O 体系，NaCl-H2O,Na2SO4-H2O。
二元水盐体系相律公式为 F=2-P+1=3-P 可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有三 个，因相数最少为1，故体系中可以自由变动的变量有2 个，即温度和溶液的浓度。浓度变量亦可以称为内部变量。
55.5
59.8 63.8 73.7 83.2 92.0 100
NaNO3
NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3
1、分析相平衡数据。（注意饱和溶液对应的平衡固相） 2、建立坐标系。（从左往右度量时为盐的质量百分 浓度；从右往左度量为水的质量百分含量，因为两 者的质量百分数之和为100%，所以横坐标上任一点 既表示盐的含量也表示水的含量。） 3、编号标点。 4、连溶解度曲线。（原则：有一个共同平衡固相的 液相点可连，应按各点的变化趋势画成圆滑的曲线， 数据点少至二个的可连成直线。） 5、确定有关固相的位置。 6、划分相区
KCl KCl KCl
例题：(NH4)2SO4-H2O二元体系
第二节
复杂二元水盐体系相图
一、稳定水合物和不稳定水合物 二元水盐体系中，多数盐能和水生成水合物，又叫水 合盐。例如 Na SO 10H O Na SO 10H O
2 4 2 2 4 2
水合盐有稳定水合盐和不稳定水合盐两种类型，分述 如下：
Mn(NO3)2-H2O 二元体系相图为例
编 号 1 2
符 号 A
温度 ℃ 0 -10
液相 组成%
平衡固相 ice ice
0 21.3
3
4 5 6 7 8 9 B E2 F E1
-20
-36 -29 0 11 25.8 23.5
33.0
40.5 42.3 50.5 54.6 62.3 64.6
ice
说明: 水盐体系是凝聚体系，可以不考虑压力的变化，水盐体 系的固液平衡可以在没有水蒸气的情况下实现，所以气 相没有计入相数P中，水盐体系也不研究气相的组成
二、坐标系
在二元体系相图中，我们横坐标来表示组 成；用纵坐标表示温度，温度用º C或K表 示。当组成用不同单位表示时，可得到不 同形式的相图。 通常采用质量百分数和摩尔百分数表示盐 在系统中的百分含量，以利于直读数据。 水的含量则用100%减去盐的含量来确定。 横轴为一固定长度，100份，左端为W表 示纯水，右端点S表示纯盐。这两个端点 是体系组成的固定界限，它同时放映出盐 和水的组成： 盐的百分数+水的百分数=100%
2）固液平衡二相区。 对稳定水合盐而言， 在其固相竖线两侧 各有一个扇形的该
水合盐的饱和结晶 区。而不稳定水合
盐的结晶区只有一 个区边梯形。
（3）不稳定水合盐相图中出现了多个全固相 区。该区是以两条固相组成线为左右边的长方 形。由于本区内无液相存在，所以当需要将水 合盐变为含结晶水少的水合盐（低水合数的水 合盐）或无水盐而又不使晶体熔化时，就必须 在全固相区内脱去水合盐中的全部或部分结晶 水，并使其干燥。本相区则为提供了该过程的 温度范围和限度。
第三节 二元水盐相图的两个规则和化工过程 一、相的定性关系——直线规则 直线规则是指在一定温度下，系统分成两部分，这 两部分的图形点与系统点比处在同一直线上，且系 统点居中。
G:G1:G2=M1M2:MM2:MM1
二、相的定量关系——杠杆规则 系统总质量与组成系统两部分点之间的距离长度成正比；而部 分量与部分长度相对应，但部分量对应的线段是与它们遥相对 应的一段，而不是紧邻的一段。 杠杆规则又称直线反比规则。应注意组成系统部分的图形点的 位置可在百分组成坐标横轴方向上的任何一点上，即不一定在 端点上。两个部分的图形点之间的长度代表系统的总量。其次， 杠杆长度只代表系统或各部分物料的质量之间的相对比例关系， 而不是代表物料的绝对量，有时也会出现代表部分量的线段长 于代表整体线段长度的情况。 杠杆规则只适用于用百分数表示的组成单位的相图。 杠杆规则适用于二至五元体系。
四、转溶现象
生成不稳定水合物的特点是存在转溶现象。 例如不稳定水合物芒硝在加热时发生以下过程
Na2 SO4 .10H2O Na2 SO4 L
32.38 C
这种在一定温度下发生一种固相溶解，另一种固相析出的现象称为转溶 现象，该温度称为转变点。 转溶现象相律分析： 在三相线上，相数为3，自由度则为0，所以温度只能为32.28℃，液相 的浓度也不能改变，只能是含Na2SO433.25%，而此时与液相平衡的 固相是Na2SO4和Na2SO4.10H2O，其含纯Na2SO4分别为100%和 44.1%，大于液相，所以平衡存在时，只能是一个固相析出，另一个固 相溶解，析出的固相从溶液中取走盐分，而溶解的固相有向溶液中补充 该盐分，水合盐中的结晶水供蒸发使用，使溶液中的浓度不发生变化。
NaCl体系发生转溶现象
转溶现象是可逆的。对转变点而言，当温度升高时，无水 盐（或含水较少的水合盐）析出，水合盐溶解；反之，冷 却时有利于水合盐析出。
当体系生成多个不稳定水合物时，将按含结晶水得 多少依次转溶，例如MgCl2-H2O体系。
课堂练习：不稳定水合物相图的标绘
五、具有多晶转变的相图
1、稳定水合盐
这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同 的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都 有相同的组成，都能稳定的存在而不分解，因此，又 称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。例如
Mn(NO3)2-H2O 二元体系
2、不稳定水合盐
这种水合盐加热至一定温度时，不是简单地熔化， 而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水 合盐含水量多的溶液，因而造成固液两相组成不一 致。这个温度就是固液异组成物的“熔点”，或叫 不相称熔点。这个温度实际上也是水合盐的分解温 度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合
四、转溶现象 转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。发生 的原因可以用相律解释，问题的关键又在于平衡 的固液相的组成上。转溶反应是可逆的。对转变 点而言，当温度升高时，无水盐（或含水较少的 水合物）析出，水合盐溶解；反之，冷却时有利 于水合盐的析出。当体系中生成多个不稳定水合 盐时，将按含结晶水的多少依次转溶。
四、简单相图的分析和研究
1、纵轴 左边纵轴是纯水一元体系，A点是冰 点，是液相水和固相冰处于相平衡 的二相点。 右边纵轴为硝酸钠一元体系，B点是 熔点，是液态硝酸钠与固相硝酸钠 处于平衡的二相点。 2.曲线BE和AE BE是NaNO3在水中的溶解度曲线， 即NaNO3饱和溶液； AE是NaNO3溶液的结冰线，也称 为水的溶解度曲线
四、简单相图的研究
3.E点 E点表示冰与硝酸钠两个固相平衡 的饱和溶液。是无变量点 4.AEB曲线上方的区域为不饱和
液相区，无固相析出
5.BEDB与AECA分别为硝酸钠 和冰的固相结晶区
6.直线CED，是三相共存的三相
线 7.CDSW区域是冰和硝酸钠两个 纯固相无液相的共存区
课堂练习1：简单二元体系相图的标绘
以图2-7中的系统M点为例，系统M分成固相S与L两步分，设 其量分别用小写字母m,s.m表示，则有
L:s:m=SM:LM:LS
三、二元水盐相图的化工过程
相图上的每个点都可称为图形点，图形点分为系 统点、液相点和固相点。 系统点是根据系统的温度与组成标绘在相图上的， 一般用来表示原料的状态。 液相点是系统中分出的液相部分的组成点。在一 个具体的水盐体系中最多只有一个液相点存在。 固相点是系统分出的固相的组成点，可以是一个 固相或二个固相的混合物。不论析出一种或两种 固相，其组成均为100%的纯固相。
如图所示，在高点出呈平滑圆形状，这表明 在加热温度接近它的融化温度时，这种水合 物已经进行了部分分解
2、不稳定水和盐相图实例：NaCl-H2O为例
编号 1 2 符号 A 温度 0 -5 液相组成 0 7.9 平衡固相 ice ice
3
4 5 6 7 8 9 10 11 Q E
-10
-15 -21.1 -15 -10 -5 0.15 10 20
-10.0
-10.8 -5
18.8
19.9
ice
Ice+KCl
200
300 400
44.9
54.0 63.4
KCl
KCl KCl
20.95 KCl
0
10 20 40
21.95 KCl
23.8 25.6 28.7 KCl KCl KCl
500
600 700 770
73.1
83.0 93.0 100
KCl
26.45
26.7 26.9 27.45 28.25 29.0 31.5
NaCl
NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl
NaCl-H2O 体 系 相 图
完 整 的
三、水合盐相图分析
（1）出现了水合盐溶 解度曲线。它表示该水 合盐的溶解度，由于水 合盐的性质不同，他们 又有各自的特征。稳定 水合盐溶解度曲线出现 了尖锐的最高点，该点 的温度即水合物的熔点。 不稳定水合盐溶解度曲 线中间没有最高点。
Ice+ Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O+ Mn(NO3)2.3H2O Mn(NO3)2.3H2O Mn(NO3)2.3H2O
106
76.8
稳定水合物相图的特点
第一节 简单二元水盐体系图形表示法 一、相律特征 组分数等于2的体系是二元体系。它是由一种单
盐和水组成，或者说是由正、负离子各一种再加上水
组成，水盐体系中最简单的类型。例如K+//Cl-—H2O 体系，NaCl-H2O,Na2SO4-H2O。
二元水盐体系相律公式为 F=2-P+1=3-P 可见，在二元体系中，处于平衡状态的相最多有三 个，因相数最少为1，故体系中可以自由变动的变量有2 个，即温度和溶液的浓度。浓度变量亦可以称为内部变量。
55.5
59.8 63.8 73.7 83.2 92.0 100
NaNO3
NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3 NaNO3
1、分析相平衡数据。（注意饱和溶液对应的平衡固相） 2、建立坐标系。（从左往右度量时为盐的质量百分 浓度；从右往左度量为水的质量百分含量，因为两 者的质量百分数之和为100%，所以横坐标上任一点 既表示盐的含量也表示水的含量。） 3、编号标点。 4、连溶解度曲线。（原则：有一个共同平衡固相的 液相点可连，应按各点的变化趋势画成圆滑的曲线， 数据点少至二个的可连成直线。） 5、确定有关固相的位置。 6、划分相区
KCl KCl KCl
例题：(NH4)2SO4-H2O二元体系
第二节
复杂二元水盐体系相图
一、稳定水合物和不稳定水合物 二元水盐体系中，多数盐能和水生成水合物，又叫水 合盐。例如 Na SO 10H O Na SO 10H O
2 4 2 2 4 2
水合盐有稳定水合盐和不稳定水合盐两种类型，分述 如下：
Mn(NO3)2-H2O 二元体系相图为例
编 号 1 2
符 号 A
温度 ℃ 0 -10
液相 组成%
平衡固相 ice ice
0 21.3
3
4 5 6 7 8 9 B E2 F E1
-20
-36 -29 0 11 25.8 23.5
33.0
40.5 42.3 50.5 54.6 62.3 64.6
ice
说明: 水盐体系是凝聚体系，可以不考虑压力的变化，水盐体 系的固液平衡可以在没有水蒸气的情况下实现，所以气 相没有计入相数P中，水盐体系也不研究气相的组成
二、坐标系
在二元体系相图中，我们横坐标来表示组 成；用纵坐标表示温度，温度用º C或K表 示。当组成用不同单位表示时，可得到不 同形式的相图。 通常采用质量百分数和摩尔百分数表示盐 在系统中的百分含量，以利于直读数据。 水的含量则用100%减去盐的含量来确定。 横轴为一固定长度，100份，左端为W表 示纯水，右端点S表示纯盐。这两个端点 是体系组成的固定界限，它同时放映出盐 和水的组成： 盐的百分数+水的百分数=100%
2）固液平衡二相区。 对稳定水合盐而言， 在其固相竖线两侧 各有一个扇形的该
水合盐的饱和结晶 区。而不稳定水合
盐的结晶区只有一 个区边梯形。
（3）不稳定水合盐相图中出现了多个全固相 区。该区是以两条固相组成线为左右边的长方 形。由于本区内无液相存在，所以当需要将水 合盐变为含结晶水少的水合盐（低水合数的水 合盐）或无水盐而又不使晶体熔化时，就必须 在全固相区内脱去水合盐中的全部或部分结晶 水，并使其干燥。本相区则为提供了该过程的 温度范围和限度。
第三节 二元水盐相图的两个规则和化工过程 一、相的定性关系——直线规则 直线规则是指在一定温度下，系统分成两部分，这 两部分的图形点与系统点比处在同一直线上，且系 统点居中。
G:G1:G2=M1M2:MM2:MM1
二、相的定量关系——杠杆规则 系统总质量与组成系统两部分点之间的距离长度成正比；而部 分量与部分长度相对应，但部分量对应的线段是与它们遥相对 应的一段，而不是紧邻的一段。 杠杆规则又称直线反比规则。应注意组成系统部分的图形点的 位置可在百分组成坐标横轴方向上的任何一点上，即不一定在 端点上。两个部分的图形点之间的长度代表系统的总量。其次， 杠杆长度只代表系统或各部分物料的质量之间的相对比例关系， 而不是代表物料的绝对量，有时也会出现代表部分量的线段长 于代表整体线段长度的情况。 杠杆规则只适用于用百分数表示的组成单位的相图。 杠杆规则适用于二至五元体系。
四、转溶现象
生成不稳定水合物的特点是存在转溶现象。 例如不稳定水合物芒硝在加热时发生以下过程
Na2 SO4 .10H2O Na2 SO4 L
32.38 C
这种在一定温度下发生一种固相溶解，另一种固相析出的现象称为转溶 现象，该温度称为转变点。 转溶现象相律分析： 在三相线上，相数为3，自由度则为0，所以温度只能为32.28℃，液相 的浓度也不能改变，只能是含Na2SO433.25%，而此时与液相平衡的 固相是Na2SO4和Na2SO4.10H2O，其含纯Na2SO4分别为100%和 44.1%，大于液相，所以平衡存在时，只能是一个固相析出，另一个固 相溶解，析出的固相从溶液中取走盐分，而溶解的固相有向溶液中补充 该盐分，水合盐中的结晶水供蒸发使用，使溶液中的浓度不发生变化。
NaCl体系发生转溶现象
转溶现象是可逆的。对转变点而言，当温度升高时，无水 盐（或含水较少的水合盐）析出，水合盐溶解；反之，冷 却时有利于水合盐析出。
当体系生成多个不稳定水合物时，将按含结晶水得 多少依次转溶，例如MgCl2-H2O体系。
课堂练习：不稳定水合物相图的标绘
五、具有多晶转变的相图
1、稳定水合盐
这种水合盐加热至熔点熔化时，固相和液相有相同 的组成，即水合盐无论在固态或熔化后的液态中，都 有相同的组成，都能稳定的存在而不分解，因此，又 称为有相合熔点的化合物，或称为同成分水合盐。例如
Mn(NO3)2-H2O 二元体系
2、不稳定水合盐
这种水合盐加热至一定温度时，不是简单地熔化， 而是生成无水盐或含水少的水合盐及同时生成较水 合盐含水量多的溶液，因而造成固液两相组成不一 致。这个温度就是固液异组成物的“熔点”，或叫 不相称熔点。这个温度实际上也是水合盐的分解温 度，故称这种水合盐为异成分水合盐或不相称水合
四、转溶现象 转溶现象是不稳定水合盐相图的显著特点。发生 的原因可以用相律解释，问题的关键又在于平衡 的固液相的组成上。转溶反应是可逆的。对转变 点而言，当温度升高时，无水盐（或含水较少的 水合物）析出，水合盐溶解；反之，冷却时有利 于水合盐的析出。当体系中生成多个不稳定水合 盐时，将按含结晶水的多少依次转溶。
四、简单相图的分析和研究
1、纵轴 左边纵轴是纯水一元体系，A点是冰 点，是液相水和固相冰处于相平衡 的二相点。 右边纵轴为硝酸钠一元体系，B点是 熔点，是液态硝酸钠与固相硝酸钠 处于平衡的二相点。 2.曲线BE和AE BE是NaNO3在水中的溶解度曲线， 即NaNO3饱和溶液； AE是NaNO3溶液的结冰线，也称 为水的溶解度曲线
四、简单相图的研究
3.E点 E点表示冰与硝酸钠两个固相平衡 的饱和溶液。是无变量点 4.AEB曲线上方的区域为不饱和
液相区，无固相析出
5.BEDB与AECA分别为硝酸钠 和冰的固相结晶区
6.直线CED，是三相共存的三相
线 7.CDSW区域是冰和硝酸钠两个 纯固相无液相的共存区
课堂练习1：简单二元体系相图的标绘
以图2-7中的系统M点为例，系统M分成固相S与L两步分，设 其量分别用小写字母m,s.m表示，则有
L:s:m=SM:LM:LS
三、二元水盐相图的化工过程
相图上的每个点都可称为图形点，图形点分为系 统点、液相点和固相点。 系统点是根据系统的温度与组成标绘在相图上的， 一般用来表示原料的状态。 液相点是系统中分出的液相部分的组成点。在一 个具体的水盐体系中最多只有一个液相点存在。 固相点是系统分出的固相的组成点，可以是一个 固相或二个固相的混合物。不论析出一种或两种 固相，其组成均为100%的纯固相。
如图所示，在高点出呈平滑圆形状，这表明 在加热温度接近它的融化温度时，这种水合 物已经进行了部分分解
2、不稳定水和盐相图实例：NaCl-H2O为例
编号 1 2 符号 A 温度 0 -5 液相组成 0 7.9 平衡固相 ice ice
3
4 5 6 7 8 9 10 11 Q E
-10
-15 -21.1 -15 -10 -5 0.15 10 20
-10.0
-10.8 -5
18.8
19.9
ice
Ice+KCl
200
300 400
44.9
54.0 63.4
KCl
KCl KCl
20.95 KCl
0
10 20 40
21.95 KCl
23.8 25.6 28.7 KCl KCl KCl
500
600 700 770
73.1
83.0 93.0 100
KCl
26.45
26.7 26.9 27.45 28.25 29.0 31.5
NaCl
NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl
NaCl-H2O 体 系 相 图
完 整 的
三、水合盐相图分析
（1）出现了水合盐溶 解度曲线。它表示该水 合盐的溶解度，由于水 合盐的性质不同，他们 又有各自的特征。稳定 水合盐溶解度曲线出现 了尖锐的最高点，该点 的温度即水合物的熔点。 不稳定水合盐溶解度曲 线中间没有最高点。
Ice+ Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O Mn(NO3)2.6H2O+ Mn(NO3)2.3H2O Mn(NO3)2.3H2O Mn(NO3)2.3H2O
106
76.8
稳定水合物相图的特点