3．热力学状态图
Ellingham图
●研究对象-2x2M?O2?MxOy的?G??a?bT yy?●斜率（??S）公理：凝聚态的标准熵远小于气态的 ●曲线的类型（5）：☉??S>0，☉=0一条, ☉<0一条，☉在T点改变（金属变大、非金属变小）
●曲线的位置（氧化还原）
?相图
●相律 ●二元系相图总结 ●三元系相图--浓度三角形及其性质（5个：☉垂线、☉平行线定理；☉等含量规则；☉定比例规则；☉直线规则；☉重心规则）、☉具有一个稳定二元化和物和一个☉不稳定二元化合物。 ●图基本性质：☉相区邻接规则及其三个推论；☉相界线构筑规则（两个）；☉复杂三元系二次体系副分规则（ 含有一个化合物的三元系二次体系副分规则；含有两个以上化合物的三元系二次体系副分规则（连线规则、四边形对角线不相容原理）；☉切线规则 ；☉阿尔克马德规则（罗策印规则）；☉零变点判断规则
3．1 Ellingham图
1）重点掌握Ellingham图的热力学特征
低位置的元素可将高位置元素形成的氧化物还原
特别注意特殊的线（2C?O2?2CO）这条斜率为负值的线，该线在Ellingham图上形成了三个区域：（例如在温度区间1000K～2000K）
在CO的?rG与温度线之上的区域
包括Fe,W,P,Mo,Sn,Ni,As及Cu在此区域，在此温度范围内的该区域，由于CO的?rG与温度的关系曲线在这些元素的氧化物之上，所以这些元素的氧化物都可以被C还原。
在CO的?rG线之下的区域
???Al,Ba,Mg,Ce及Ca在此区域，在此温度范围，这些元素的氧化物不可以被C还原。
中间区域
Cr,Mn,Nb,V,B,Si及Ti在此区域，在此温度范围，这些元素的氧化物在高于某一温度时
可以被C还原，低于这一温度不能被C还原。 Ellinghanm图直线的斜率
由?G??H?T?S (对应?G＝a?bT)，根据如下原则：凝聚态（固，液）的熵值远小于气态熵值。即：Sl,s??Sg
证明Ellinghanm图上几个代表性反应，其斜率大于零、等于零和小于零以及斜率突然改变的情况。
??????3.2 相图
1）重点掌握相图的几个定律
相律 F=c－p＋2（温度、压强）
F－自由度；p－相数；c－独立组元数。 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。 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。
2）掌握二元系相图的几个基本类型
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：
L?A?B；L????；L?A??；L?M1?M2；L?M?A；L?M??。
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:
??A?B；?????；??A??；??M1?M2；??M?A；??M??；
M?A?B；M????；M?A??；M?M1?M2；M?M1?A；M?M1??。单晶反应
液态溶液分解为一个固体及另一个组成的液相。
L1?L2?A；L1?L2??；L1?L2?M。
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）。
L?A?M；L?A??；L???M；L????；L?M1?M2；L?M??。
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）。
A?B??；?????；A????；M1?M2??；M?A??；M????；
A?B?M；????M；A???M；M1?M2?M；M1?A?M；M1???M
3）重点掌握三元系相图浓度三角形及其性质
这些性质包括：垂线、平行线定理；等含量规则；定比例规则；直线规则；重心规则等。
4）重点掌握共晶型三元系相图的构成、冷却过程分析
体系P点，分析其冷却过程：
首先将P点投影到浓度三角形中，得x点（一个液相，三组元，自由度为3）。 1）当P点冷却到液相面上时，析出固相A（二相，三组元，自由度为2） 2）随着A的析出，液相成分变化沿Ax方向进行（背向规则），到E3E线上的m点时，开始有纯A、C共同析出。（三相L=A+C，自由度为1）
在C即将析出但还没有析出的时刻，纯A与液相m的量可由杠杆定律求出：
WA?Ax?Wm?xm 或
WAxm?。 WmAx3）继续冷却，液相成份沿二元共晶线mE移动， 二固相A、C同时析出，直至E（四相L=A+C+B，自由度为0）
初至E点时，B即将析出但还没有析出时，纯固相A、C的量与液相WE的量亦可由直线规则求出：
WA?WCxE?。
WEnx4）在E点全部结晶为固体A+B+C，液相消失，为三相，三相的组成回到P点。自由
度为1，温度再下降，相组成不变。
5)掌握具有一个稳定二元化合物的三元系相图及具有一个二元不稳定化合物的三元系相图中几个特殊点的冷却曲线
几个特殊点的冷却过程分析 在这类三元系相图上，M1、M2、M3 是几个有代表性的特殊点，其冷却过程分析清楚了，该类相图所有点的冷却过程也就清楚了。
M1点的冷却过程：
首先，我们必须明确以下两点：
①M1在△ADC中，凝固结束后，所得固相为A，D，C；
②M1点位于CD线左侧，当二元包晶反应完成以后，液相不足，而固相A过剩；凝固结束在P点，或者在P点发生三元共晶反应。（与二元系比较）
冷却过程如下：
①连接A M1，当组成为M1的液相冷却到液相面上时（对二元系为液相线），体系中析
??????出固相A，随着体系中固相A的不断析出，液相组分变化沿AM1方向，直至液相组分变化
到三元包晶线IP上的a点；
②在a点发生包晶反应：La＋A= AmBn（D）；
③随着包晶反应的进行，固相A不断减少，化合物D不断增加；固相组成的变化方向由A?a?，A，D比例由杠杆原理确定；液相组成的变化方向由a?p。
如液相进行到b点则固相进行到b，根据杠杆定律，可以确定： 液相与固相的比例：
'WLbWS'bb'M1? bM1WAb'D?固相中A与D的比例： WDAb'④ 随着冷却的进行，液相组分变化到P点，发生三元共晶反应，LP?A?D?C
固相组分则变化到a?；
⑤ 液相在P点进行共晶反应，其量越来越少，直至消失；固相组分则由a?点变化止M1，形成三个共晶的固相，其比例正是在浓度?ACD中M1点的A、C、D的含量。
6）了解相图的几个基本规则
相区邻接规则：
对n元相图，某区域内相的总数与邻接区域内相的总数之间有下述关系：
R1?R?D??D??0
其中：R1－邻接两个相区边界的维数；
R－相图的维数；
D?－从一个相区进入邻接相区后消失的相数； D?－从一个相区进入邻接相区后新出现的相数。
相区邻接规则的三个推论：
1） 两个单相区相邻只能是一个点，且为极点。
2） 两个两相区不能直接相邻，或被单相区隔开或被零变线隔开。
3） 单相区与零变线只能相交于特殊组成的点，两个零变线必然被它们所共有的两个的
两相区分开。
相界线构筑规则 规则1：
在三元系中，单相区与两相区邻接的界线的延长线，必须同时进入两个两相区或一个三
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库2010冶金物理化学期末辅导 -(7)在线全文阅读。
相关推荐：