聊城大学《材料物理化学》第五章相平衡

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1、第五节第五节 三元系统相图三元系统相图一、一、 三元系统组成的表示方法三元系统组成的表示方法二、三元系统组成中的一些关系二、三元系统组成中的一些关系三、简单三元系统的三、简单三元系统的立体状态图立体状态图和和平面投影图平面投影图四、三元系统相图的基本类型四、三元系统相图的基本类型五、五、 三元系统相图举例三元系统相图举例 三元凝聚系统三元凝聚系统: f f c c p p 1 14 4 p p ， 当当 p=1 时，时， fmax3 ( 即组成即组成x1、x2和温度的变化。和温度的变化。)三坐标的立体图三坐标的立体图三坐标的立体图三坐标的立体图平面投影图平面投影图平面投影图平面投影图 相图相图

2、顶点顶点：单元系：单元系统或纯组分；统或纯组分； 边边： 二元系二元系统；统； 内部内部：三元系：三元系统统 应用：应用：1、已知组成点确定各物质的含量；、已知组成点确定各物质的含量； 2、已知含量确定其组成点的物质。、已知含量确定其组成点的物质。一、一、 三元系统组成的表示方法三元系统组成的表示方法 在三元系统中用等边三角形来表示组成。在三元系统中用等边三角形来表示组成。MABCbcaa+b+c=AB=BC=AC二、三元系统组成中的一些关系二、三元系统组成中的一些关系 1、等含量规则、等含量规则 在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所有各点均含有相等

3、的对应顶点的组成。有各点均含有相等的对应顶点的组成。ABCMNDO 从等边三角形的某一顶点向对边作从等边三角形的某一顶点向对边作一直线，则在线上的任一点表示对边两组一直线，则在线上的任一点表示对边两组分分含量之比含量之比不变，不变，而顶点组分的含量则随而顶点组分的含量则随着远离顶点而降低。着远离顶点而降低。 背向规则背向规则( (定比例规则的推论）定比例规则的推论） 在三角形中任一混合物在三角形中任一混合物O，若从，若从O中不断中不断析出某一顶点的成分，析出某一顶点的成分，则剩余物质的成分则剩余物质的成分也不断改变也不断改变(相对含量不变相对含量不变)，改变的途径改变的途径在这个顶点和这个混合

4、物的连线上，改变在这个顶点和这个混合物的连线上，改变的方向的方向背向顶点背向顶点。 2、定比例规则定比例规则ABCMNEDFO3、杠杆规则、杠杆规则 在三元系统中，一种混合物分解为两种物质在三元系统中，一种混合物分解为两种物质(或两种物质合成为或两种物质合成为一种混合物一种混合物)时，它们的组成点在一条直线上，它们的重量比与其它时，它们的组成点在一条直线上，它们的重量比与其它组成点之间的距离成反比。组成点之间的距离成反比。A BC 推导：推导：GMGOGP GMb%GOb1%+GPb2% 物质的分解和合成实际上就是物质的分解和合成实际上就是物相的变化物相的变化。对于三元系统中有。对于三元系统中

5、有混合物分解为三种物质，或有三种物质生成一种物质，其重量比需混合物分解为三种物质，或有三种物质生成一种物质，其重量比需用用两次杠杆两次杠杆规则求出。规则求出。oPMb1bb24 4、重心规则、重心规则 在三元系统中，若有三种物质在三元系统中，若有三种物质M1、M2、M3合成混合合成混合物物M，则混合物，则混合物M的组成点在连成的的组成点在连成的 M1M2M3之之内内内内，M点的位置称为重心位置。点的位置称为重心位置。 当一种物质分解成三种物质当一种物质分解成三种物质 ，则混合物组成点也在，则混合物组成点也在三物质组成点所围的三角形内。三物质组成点所围的三角形内。根据根据杠杆规则杠杆规则：M1M

6、2P PM3 MM1 M2M3 MM.PM1M2M3A BC5 5、交叉位置规则、交叉位置规则 M点在点在 M1M2M3某一条某一条边的边的边的边的外侧外侧外侧外侧，且在另二条边的延长线，且在另二条边的延长线范围内。这需要从物质范围内。这需要从物质M1M2中取出一定量的中取出一定量的M3才能得到混才能得到混合物合物M，此规则称为交叉位置，此规则称为交叉位置规则。规则。 由由杠杆规则杠杆规则：M1M2P M+M3PM1M2MM3M1M2M3MPA BC从M1M2中取出中取出M3愈多，则愈多，则M点离点离M3愈远。愈远。6 6、共轭位置规则、共轭位置规则 在三元系统中，物质组成点在三元系统中，物质

7、组成点M在在 的一个的一个角顶之外角顶之外角顶之外角顶之外，这需要从物质，这需要从物质M3中取出一定量的混合物质中取出一定量的混合物质M1M2，才能得到新物质，才能得到新物质M，此规则称为，此规则称为共轭位置规则。共轭位置规则。M1M2M3MA BC.由由重心规则重心规则： M1M2MM3 或：或：M M3 (M1M2) 结论：从结论：从M3中取出中取出M1M2愈多愈多,则则M点离点离M1和和M2愈远。愈远。CBAE2E1E3E/A/B/C/三、简单三元系统的三、简单三元系统的立体状态图立体状态图和和平面投影图平面投影图2、三侧面：构成三个简单二元、三侧面：构成三个简单二元系统状态图，并具有相

8、应的二元系统状态图，并具有相应的二元 低共熔点；低共熔点；3、二元系统的液相线在三元系、二元系统的液相线在三元系统中发展为统中发展为液相面液相面，液相面代表，液相面代表了一种二相平衡状态，三个液相了一种二相平衡状态，三个液相面以上的空间为熔体的单相面以上的空间为熔体的单相 区；区；4、液相面相交成、液相面相交成界线界线，界线代表，界线代表了系统的三相平衡状态，了系统的三相平衡状态，f 1；5、三个液相面和三条界线在空、三个液相面和三条界线在空间交于间交于E/点点，处于四相平衡状态，处于四相平衡状态， f 0；1、三棱边：、三棱边：A、B、C的三个一元系统；的三个一元系统；CBAE2E1E3E/

9、A/B/C/e3e1e2EABCFD/三、简单三元系统的三、简单三元系统的立体状态图立体状态图和和平面投影图平面投影图6、平面投影图、平面投影图立体图与平面投影图的关系立体图与平面投影图的关系立体图与平面投影图的关系立体图与平面投影图的关系 立体图的空间曲面立体图的空间曲面(液相面液相面) 投影为平面上的投影为平面上的初晶区初晶区 ABCe1E E1E/、e2E E2E/ 、e3E E3E/;平面界线平面界线空间界线空间界线平面点平面点空间点空间点e1 E1e2 E2e3 E3 EE/ (2) 冷却过程温度降低的方向冷却过程温度降低的方向DM结论结论： 三角形顶点温度最高，三角形顶点温度最高，

10、 离顶点愈远其离顶点愈远其 表示表示 温度愈低。等温线愈密，表示液温度愈低。等温线愈密，表示液 相面越相面越 陡陡 峭。峭。 (3) 等温线：等温线： 在空间结构图的液相面上，在空间结构图的液相面上，高度不同，温度也不同高度不同，温度也不同 而液相面投影到而液相面投影到ABC上是上是 一个没有高低差别的平面，一个没有高低差别的平面， 因而引入因而引入 等温线。等温线。相图中一般注明等温线的温度。相图中一般注明等温线的温度。 三元系统的等温截面三元系统的等温截面CBAE2E1E3E/A/B/C/e3e1e2EABCM/DMFL2S2L1S1S3L3S Lp=1 f=3熔体熔体ML1 S1 , (

11、C)L Cp=2 f=2L3S3 , C(B)L A +B+C p=4 f=0E(L消失消失)M ，AB+CES4, B+C+(A)L C+Bp=3 f=1S4 牢记牢记牢记牢记： 按杠杆规则，按杠杆规则，原始配原始配料组成、液相组成和固相组成料组成、液相组成和固相组成，这三点任何时刻必须处于一条这三点任何时刻必须处于一条直线上。直线上。并可计算某一温度下系统中的并可计算某一温度下系统中的液相量和固相量。液相量和固相量。 Lp=1 f=3熔体熔体MM C , (C)L Cp=2 f=2DC , C(B)L A +B+C p=4 f=0E(L消失消失)M ，AB+CE F ，B+C+(A)7、析

12、晶路程：、析晶路程：L C+Bp=3 f=1FMMCBAEDCAB小结： 从以上析晶过程的讨论，可以总结出在具有一个低共从以上析晶过程的讨论，可以总结出在具有一个低共熔点的三元系统投影图上表示熔体冷却析晶过程的规律：熔点的三元系统投影图上表示熔体冷却析晶过程的规律：1）初晶区规则；）初晶区规则；2）杠杆规则；）杠杆规则；3）液相组成点、固相组成点的变化规律；）液相组成点、固相组成点的变化规律；4）三元低共熔点一定是结晶结束终点。）三元低共熔点一定是结晶结束终点。四、三元系统相图的基本类型四、三元系统相图的基本类型1 1、生成一个、生成一个一致熔融二元化合物一致熔融二元化合物一致熔融二元化合物一

13、致熔融二元化合物的三元系统相图的三元系统相图A e1 S e2 B e4e3CABCSE1E2mL+AL+SL+BASe1 e2 B在相图上的特点：在相图上的特点： 其组成点位于其初晶区范围内。其组成点位于其初晶区范围内。(1) 确定温度的变化方向；确定温度的变化方向；(2)各界线的性质；各界线的性质；(3) 会划分各分三元系统；会划分各分三元系统；(4) 分析不同组成点的析晶路程，分析不同组成点的析晶路程，析晶终点和析晶终产物；析晶终点和析晶终产物； 要求要求要求要求：(5) 在在E1E2界线上界线上m点是温度最高点点是温度最高点,通常叫做马鞍点，或叫通常叫做马鞍点，或叫做范雷恩点。做范雷恩

14、点。复 习一、一、 三元系统组成的表示方法三元系统组成的表示方法二、三元系统组成中的一些关系二、三元系统组成中的一些关系三、简单三元系统的三、简单三元系统的立体状态图立体状态图和和平面投影图平面投影图四、三元系统相图的基本类型四、三元系统相图的基本类型1、生成一个、生成一个一致熔融二元化合物一致熔融二元化合物一致熔融二元化合物一致熔融二元化合物的三元系统相图的三元系统相图A e1 S e2 B e4e3CABCSE1E2m内内 容容2 2、生成一个、生成一个不一致熔融二元化合物不一致熔融二元化合物不一致熔融二元化合物不一致熔融二元化合物的三元系统的三元系统3 3、生成一个固相分解的二元化合物的

15、三元系统、生成一个固相分解的二元化合物的三元系统4 4、 具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相5 5、 具有不一致熔融三元化合物的三元系统相图具有不一致熔融三元化合物的三元系统相图6 6、 具有多晶转变的三元系统相图具有多晶转变的三元系统相图7 7、 形成一个二元连续固溶体的三元系统相图形成一个二元连续固溶体的三元系统相图8 8、 具有液相分层的三元系统相图具有液相分层的三元系统相图四、三元系统相图的基本类型四、三元系统相图的基本类型相图上的相图上的特点特点： 化合物组成点化合物组成点不在其不在其初晶区范围内初晶区范围内。A/p/S/B/L+AL+SL+

16、BA e1 p S B e4e3CABCSEmP2 2、生成一个、生成一个不一致熔融不一致熔融不一致熔融不一致熔融二元化合物二元化合物二元化合物二元化合物的三元系统的三元系统（1）相图一般介绍）相图一般介绍e1e1E线线: 共熔线；共熔线；LA+SPp线：转熔线线：转熔线; L+BSE点：重心位；点：重心位；LEA+S+CP点：交叉位；点：交叉位；LP+BC+S四、三元系统相图的基本类型四、三元系统相图的基本类型(2) 几条重要规则几条重要规则 A A A A 连线规则连线规则：用来判断：用来判断界线的温度界线的温度走向；走向； 定义定义定义定义：将界线：将界线(或延长线或延长线)与与相应的连

17、线相应的连线相交，相交， 其交点是该界线上的温度最高点；其交点是该界线上的温度最高点； 温度走向是背离交点。温度走向是背离交点。CSCSEFmCSmCSCSmCSB B B B 切线规则切线规则：用于判断三元相图上：用于判断三元相图上界线的性质界线的性质 定义：定义：将界线上的某一点所作的将界线上的某一点所作的切线与相应的组成切线与相应的组成的连线相的连线相交，如交，如交点交点在连线上在连线上在连线上在连线上，则表示界线上该处具有，则表示界线上该处具有共熔性质共熔性质； 如如交点在交点在连线的延长线上连线的延长线上连线的延长线上连线的延长线上，则表示界线上该处具有，则表示界线上该处具有转熔性质

18、转熔性质，远离交点的晶相被回吸。远离交点的晶相被回吸。共熔界线共熔界线的温度下降方向：的温度下降方向：转熔界线转熔界线的温度下降方向：的温度下降方向：A e1 Q S B e4e3CABCSEmPC C C C 重心规则重心规则：用于判断：用于判断无变量点的性质无变量点的性质 定义定义：无变量点处于其相应副三角形的无变量点处于其相应副三角形的重心位重心位，则为，则为共熔点共熔点； 无变量点处于其相应副三角形的无变量点处于其相应副三角形的交叉位，交叉位，则为则为单转熔点单转熔点； 无变量点处于其相应副三角形的无变量点处于其相应副三角形的共轭位共轭位，则为，则为双转熔点双转熔点。 注：注：副三角形

19、副三角形指与该无变量指与该无变量点液相平衡的三个晶相组成点连点液相平衡的三个晶相组成点连接成的三角形。接成的三角形。 A e1 Q S B e4e3CABCSEmP判断判断无变量点的性质的又一方法无变量点的性质的又一方法： 根据根据界线的温度下降方界线的温度下降方向，任何一个无变量点必是向，任何一个无变量点必是 三个三个初相区和三条界线初相区和三条界线的交汇点：的交汇点： 三条界线的温度下降箭头一定都三条界线的温度下降箭头一定都指向交汇点指向交汇点共熔点；共熔点； 两条两条界线的温度下降箭头界线的温度下降箭头指向指向交汇点交汇点单转熔点单转熔点(双升点双升点)； 两条两条界线的温度下降箭头界线

20、的温度下降箭头背向背向交汇点交汇点双转熔点双转熔点(双降点双降点)。A e1 Q S B e4e3CABCSEmPD D D D 三角形规则三角形规则 用途：用途：确定结晶产物和结晶终点。确定结晶产物和结晶终点。 内容：原始熔体组成点所在三角形的三个顶点表示的物质内容：原始熔体组成点所在三角形的三个顶点表示的物质 即为即为 其结晶产物；与这其结晶产物；与这 三个物质三个物质相应相应的初晶区所包的初晶区所包 围的三元无变量点是其结晶终点。围的三元无变量点是其结晶终点。A e1 Q S B e4e3CABCSEmP课堂课堂小小结结三元系统组成中的一些关系三元系统组成中的一些关系 1、等含量规则、等

21、含量规则 2、定比例规则、定比例规则 3、杠杆规则、杠杆规则 4、重心规则、重心规则 5、交叉位置规则、交叉位置规则 6、共轭位置规则、共轭位置规则几条重要规则几条重要规则A 连线规则连线规则B 切线规则切线规则C 重心规则重心规则D 三角形规则三角形规则(3)不同组成的结晶路程分析不同组成的结晶路程分析(4) A、划分副三角形，、划分副三角形， 确定组成点的位置；确定组成点的位置；(5) B、 分析析晶产物和析晶终点；分析析晶产物和析晶终点；(6) C、分析析晶路线，正确书写其结晶路程；、分析析晶路线，正确书写其结晶路程；(7) D、利用规则检验其正确性。、利用规则检验其正确性。A e1 Q

22、 S B e4e3CABCSEmP.1分析分析分析分析：1点点在在S的初晶区内，的初晶区内， 开始析出晶相为开始析出晶相为S， 组成点在组成点在 ASC内，内， 析晶终点为析晶终点为E点，点， 析出晶相为析出晶相为A、S、C； FDL A +S p=3 f=1 Lp=1 f=3熔体熔体11 S , (S)DS , S(A)L A +S+C p=4 f=0E(L消失消失)1 ，AS+CE F ，A+S+(C)L S p=2 f=2A e1 Q S B e4e3CABCSEmPOQ2 .分析分析:2点点在在B的初晶区，开的初晶区，开始析出的晶相为始析出的晶相为B，组成点，组成点在在 BSC内，析晶

23、终点为内，析晶终点为P点，点，析出晶相为析出晶相为B、S、C。L C +B p=3 f=1 Lp=1 f=3熔体熔体22 B , (B)QB , B(C)L+B S+C p=4 f=0P(L消失消失)2 ，BS+CP O ，B+(S)+CL B p=2 f=2A e1 Q S B e4e3CABCSEP. 3分析：分析：3点点在在C的初晶区内，开始析出的初晶区内，开始析出的晶相为的晶相为C，在，在 ASC内，析晶终点在内，析晶终点在E点，结晶终产物是点，结晶终产物是A、S、C。途中。途中经过经过P点，点，P点是转熔点，同时也是过点是转熔点，同时也是过渡点渡点。 L+B S+C L C +B p

24、=3 f=1 Lp=1 f=3熔体熔体33 C , (C)mC , C(B)L+B S+C p=4 f=0P(B消失消失)F ，S+CP D ，B+(S)+CL C p=2 f=2L S+C p=3 f=1E G ，S+(A)+CL A+S+C p=4 f=0E(L消失消失)3 ，A+S+CDFGmA e1 Q S B e4e3CABCSEmPL +B S p=3 f=1 Lp=1 f=3熔体熔体55 B , (B)HB , B(S)L S p=2 f=2ES ，S+(C+A)I (B消失消失)S ，SL B p=2 f=2L S+C+A p=4 f=0E(L消失消失)5 ，A+S+CA e1

25、 Q S B e4e3CABCSEmPHI. 5注：注：5点在点在ES的连线上的连线上A e1 Q S B e4e3CABCSEmP 3、组成点、组成点 在在 ASC内，内，E点是析晶终点，点是析晶终点， 在在 BSC内，内，P点是析晶终点。点是析晶终点。 在连线在连线SC上，上，P点是析晶终点。点是析晶终点。4、 P点点:在多边形在多边形PCSQ范围内，经过范围内，经过P点时发生转熔，点时发生转熔， 晶相晶相B先消失先消失， 液相沿液相沿PE移动，在移动，在E点液相消失；点液相消失； 在在 SPQ内存在穿晶区内存在穿晶区； 在在 BSC内，在内，在P点点液相液相先消失；先消失； 在连线在连线

26、SC上，上，B和液相同时消失。和液相同时消失。1、无变量点性质、无变量点性质 P点点：L+B S+C E点：点： L AS+C2、界线性质、界线性质PQ是转熔线是转熔线 L+B S 其它为共熔线其它为共熔线。 总结总结总结总结S+AS+BA+BL+AL+Bae3/b A S e3 BCACBSP E R3 3、生成一个固相分解的二元化合物的三元系统、生成一个固相分解的二元化合物的三元系统特点：三个无变量点，但只能划分两个特点：三个无变量点，但只能划分两个副三角形，即可能的析晶终点是副三角形，即可能的析晶终点是P点或点或E点。点。(1) 点的性质：点的性质： P 单转熔点单转熔点 LA SC ；

27、 E 共熔点共熔点 L SCB R 过渡点，双降点过渡点，双降点 LAB S (L起介质作用起介质作用)(2) 用切线规则判断用切线规则判断界线性质界线性质。 PR ： LA S(3) 分析分析1点点的析晶路程的析晶路程L +A S p=3 f=1 Lp=1 f=3熔体熔体11 A , (A)DA , A(S)L S p=2 f=2FS ，S+(C)N (A消失消失)S ，SL A p=2 f=2L S+C p=3 f=1E(L消失消失)1 ，B+S+CODFN1EO ，(B)+S+CL B+S+C p=4 f=0 A S e3 BCACBSP E R相图特点相图特点：S的组成点在其初晶区内的

28、组成点在其初晶区内。系统可划分为三个分系统。系统可划分为三个分系统 要求要求：(1) 由连线规则确定温降方向；由连线规则确定温降方向； (2) 由切线规则判断界线性质；由切线规则判断界线性质； . S Ae3BCe2e1ABCS (3) 由重心规则确定无变量点的性质；由重心规则确定无变量点的性质； (4) 由三角形规则确定析晶终点及终产物；由三角形规则确定析晶终点及终产物； (5) 分析析晶路程。分析析晶路程。4 4、 具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图图 (1) 特点：组成点不在初晶区内；特点：组成点不在初晶区内； (2) 划分三个副三角形；划分三

29、个副三角形； (3) 用用重心规则或温降变化方向重心规则或温降变化方向判断点的性质，判断点的性质， 无变量点所处位置有两种可能，无变量点所处位置有两种可能，交叉位或共轭位，交叉位或共轭位， 相应的性质为相应的性质为单转熔点单转熔点或或双转熔点双转熔点； (4)用用切线规则切线规则判断界线性质。有时某一界线具判断界线性质。有时某一界线具 有两种性质，有两种性质， 即即共熔线共熔线和和转熔线转熔线。E1：低共熔点：低共熔点 LASCE2： 低共熔点低共熔点 LBSCP： 单转熔点单转熔点 LA BS线线PE1 ： 转熔线转熔线 LA S. SE1E2PBCASe1e2e3ABC5 5、 具有不一致

30、熔融三元化合物的三元系统相图具有不一致熔融三元化合物的三元系统相图E： 低共熔点低共熔点 L ASCF： 低共熔点低共熔点 L BSCP： 双转熔点双转熔点 LAB S线线PE： 转熔线转熔线 LAS线线FP：兼有两种性质，：兼有两种性质，N点是转点是转折点折点 PN： 转熔线转熔线 LBS NF： 共熔线共熔线 L BSABC. SBSCAEFPN1.6 6、 具有多晶转变的三元系统相图具有多晶转变的三元系统相图 三元相图上的晶型转变线与某一等温线是重合的，三元相图上的晶型转变线与某一等温线是重合的，该温度线表示的温度即晶型转变温度。该温度线表示的温度即晶型转变温度。7 7、 形成一个二元连

31、续固溶体的三元系统相形成一个二元连续固溶体的三元系统相图图8 8、 具有液相分层的三元系统相图具有液相分层的三元系统相图三元系统相图特点总结1、点点共熔点、共熔点、单转熔点（双升点）、单转熔点（双升点）、双转熔点（双降点）双转熔点（双降点）2、线线共熔线（一致熔界线）、共熔线（一致熔界线）、转熔线（不一致熔界线）转熔线（不一致熔界线）五、五、 三元系统相图举例三元系统相图举例图10-28 CaO-Al2O3-SiO2系统相图 1、 CaOAl2O3SiO2系统系统判读相图的步骤：判读相图的步骤： (1) 判断有多少化合物生成，判断判断有多少化合物生成，判断化合物的性质化合物的性质。 (2) 用

32、连线规则判断用连线规则判断界线温度变化界线温度变化方向；方向； (3) 用切线规则判断用切线规则判断界线性质界线性质； (4) 根据无变量点划分相应的根据无变量点划分相应的副三角形副三角形。 一般无变量点个数一般无变量点个数 副三角形个数副三角形个数 (5) 确定确定无变量点的性质无变量点的性质； (6) 分析分析析晶路程；析晶路程； (7) 判断相图上是否存在判断相图上是否存在晶型转变晶型转变、液相分层液相分层或或 形成固溶体形成固溶体等现等现 象。象。 具体介绍具体介绍富钙部分相图富钙部分相图及实际生产时冷却过程中及实际生产时冷却过程中 的的 液相独立液相独立析晶。析晶。Ca-Al-Si熔

33、体冷却可能结果熔体冷却可能结果(理想情况理想情况)：平衡析晶成晶体平衡析晶成晶体急冷成玻璃急冷成玻璃液相独立析晶液相独立析晶图10-29 CaO-A12O3-SiO2系统富钙部分相图富钙部分相图富钙部分相图（1）配料点：配料点： 硅酸盐水泥熟料中三个主要矿物是硅酸盐水泥熟料中三个主要矿物是C3S、C2S、C3A。根据三角形规。根据三角形规则，只有当组成点落在则，只有当组成点落在C3S-C2S-C3A付三角形中，烧成以后才能得到付三角形中，烧成以后才能得到这三种矿物。从早期强度和后期强度、水化速度、矿物的形成条件等这三种矿物。从早期强度和后期强度、水化速度、矿物的形成条件等因素考虑，水泥熟料因素

34、考虑，水泥熟料C3S的含量应当最高，的含量应当最高，C2S次之，次之，C3A最少。根最少。根据杠杆规则，水泥熟料的组成点应当位于据杠杆规则，水泥熟料的组成点应当位于C3S-C2S-C3A付三角形中小付三角形中小圆圈内。圆圈内。（2）K点：点：L+C3SC2S+C3A 因为缓慢冷却到因为缓慢冷却到K点，可以通过转熔反应点，可以通过转熔反应L+C2SC3S得到尽可能多得到尽可能多的的C3S。到达。到达K点后，急剧冷却到室温，可以（点后，急剧冷却到室温，可以（1）防止）防止C3S含量降低，含量降低，因为因为K点的转熔反应点的转熔反应LK+C3SC2S+C3A；（；（2）使）使C2S生成水硬性的生成水

35、硬性的-C2S，而不是非水硬性的，而不是非水硬性的-C2S；（；（3）液相成为玻璃相，可以提高）液相成为玻璃相，可以提高熟料的易磨性。熟料的易磨性。要求：按分析相图的步骤具体分析。要求：按分析相图的步骤具体分析。 (1) 有多少化合物：有多少化合物：5个二元化合物，个二元化合物，4个三元化合物。个三元化合物。 (2) 化合物的组成点；化合物的组成点； (3) 判断化合物的性质；判断化合物的性质；(一致或不一致熔融化合物一致或不一致熔融化合物) (4) 无变量点性质：无变量点性质：M: 共熔点共熔点(985) L莫来石鳞石英钾长石莫来石鳞石英钾长石 E: 鳞石英与钾长石界线和其连线的鳞石英与钾长

36、石界线和其连线的交点交点 (990) L 鳞石英钾长石鳞石英钾长石 (5) 重点重点介绍此系统与日用陶瓷及普通电瓷生产密切相关。介绍此系统与日用陶瓷及普通电瓷生产密切相关。 配料配料： 粘土粘土(高岭土高岭土)、 长石长石 、石英、石英 在相图中在相图中 配料三角形配料三角形配料三角形配料三角形为：为： QWD 产物三角形产物三角形产物三角形产物三角形为：为： QWm 制品中晶相：石英制品中晶相：石英 、长石、长石 、莫来石、莫来石 2 2、 K K2 2O OAlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2系统相图系统相图图10-32 配料三角形与产物三角形(6) 具体分析具体分析18线上配料的

37、熔体冷却析晶路线，并反向推导线上配料的熔体冷却析晶路线，并反向推导配料配料 升温熔化升温熔化过程中哪一相先消失。过程中哪一相先消失。 15线线 钾长石先消失钾长石先消失 6点点 长石和石英同时消失长石和石英同时消失 78线线 石英先消失石英先消失 (7) 日用瓷的实际烧成温度：日用瓷的实际烧成温度： 1250、1450 (8) 预测制品晶相组成预测制品晶相组成 15线线 石英石英 、莫来石、莫来石 、玻璃相、玻璃相 6点点 莫来石莫来石 、玻璃相、玻璃相 78线线 长石长石 、 莫来石莫来石 、玻璃相、玻璃相 3、 MgOAl2O3SiO2系统系统 （1）判断化合物及性质；）判断化合物及性质；

38、（2）判读无变量点，划分副三角形；）判读无变量点，划分副三角形； 解释：不同二元系列的耐火材料不应混合使用。解释：不同二元系列的耐火材料不应混合使用。（3）此系统与）此系统与镁质陶瓷镁质陶瓷、堇青石瓷、堇青石瓷、滑石瓷滑石瓷等瓷制品密切相关。等瓷制品密切相关。图10-34 MgO-Al2O3-SiO2相图的富硅部分 此系统与钠钙硅酸盐玻璃的生产密切相关。此系统与钠钙硅酸盐玻璃的生产密切相关。 具体分析：具体分析： (1) 判断有多少化合物及相应的性质；判断有多少化合物及相应的性质； (2) 由无变量点划分相应的副三角形；由无变量点划分相应的副三角形； (3) 用用连线规则连线规则 判断界线的温

39、度；判断界线的温度； (4) 用用切线规则切线规则判断界线的性质；判断界线的性质； (5) 用用重心规则重心规则判断无变量点的性质；判断无变量点的性质； (6) 看是否存在晶型转化线和二液分相区；看是否存在晶型转化线和二液分相区； (7) 用用三角形规则三角形规则判断析晶产物及其大致进行的方向，判断析晶产物及其大致进行的方向， 析晶路程分析；析晶路程分析； (8) 具体应用具体应用 分析析晶能力，解决实际玻璃的失透问题。分析析晶能力，解决实际玻璃的失透问题。 4、 Na2OCaOSiO2系统（富硅部分）系统（富硅部分）图10-35 Na2O-CaO-SiO2系统富硅部分相图(8) 具体应用具体

40、应用 分析析晶能力，解决实际玻璃的失透问题。分析析晶能力，解决实际玻璃的失透问题。 玻璃中析晶影响：玻璃中析晶影响：玻璃的透光性玻璃的透光性 玻璃的机械强度玻璃的机械强度 玻璃的热稳定性玻璃的热稳定性 玻璃失透含义玻璃失透含义：玻璃是均质体，若出现析晶将破坏玻：玻璃是均质体，若出现析晶将破坏玻 璃的均一性，是玻璃的一种严重缺陷。璃的均一性，是玻璃的一种严重缺陷。 实验结果表明：熔体析晶能力由大到小排列，实验结果表明：熔体析晶能力由大到小排列， 初晶区熔体初晶区熔体 界线上熔体界线上熔体 共熔点处熔体共熔点处熔体 原因原因：不同晶体结构之间的相互干扰。不同晶体结构之间的相互干扰。 附附附附： 选

41、择玻璃选择玻璃配料配料要考虑的因素要考虑的因素 析晶性能析晶性能 工艺性能工艺性能 使用性能使用性能 熔制熔制玻璃时，还应严格控制工艺条件。玻璃时，还应严格控制工艺条件。 原因原因原因原因：因为高温熔体在析晶温度范围停留时间因为高温熔体在析晶温度范围停留时间过长过长， 或混料或混料不均不均而使局部熔体组成偏离配料组成而而使局部熔体组成偏离配料组成而 易造成玻璃的析晶。易造成玻璃的析晶。化学组成一般范围化学组成一般范围 1218 Na2O 616 CaO 6882% SiO2 由相图可知，配料组成点在由相图可知，配料组成点在平行四边形虚线平行四边形虚线内。内。 本章小结 分析复杂三元相图的主要步骤：分析复杂三元相图的主要步骤：（1）判断化合物的性质；）判断化合物的性质；（2）划分副三角形；）划分副三角形；（3）判断界限的温度走向；）判断界限的温度走向；（4）判断界限的性质；）判断界限的性质；（5）判断三元无变量点的性质；）判断三元无变量点的性质；（6）分析冷却析晶过程以及过程量的计算，判断化合物加）分析冷却析晶过程以及过程量的计算，判断化合物加热过程中开始出现液相的温度和完全熔融的温度。热过程中开始出现液相的温度和完全熔融的温度。相图的实际应用相图的实际应用