材料科學(xué)基礎(chǔ) 二元相圖(6.3)(1)

前言:
?斷更了非常久,有一個(gè)重要的原因就是筆者的懶惰,或許也可以甩鍋給不間斷的疾病,但顯然這并不是好借口。至少,和筆者一樣,今天專欄又短暫的復(fù)活了。
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? 在講二元相圖之前,我們先簡(jiǎn)單的討論一下二元系統(tǒng)。
? 二元系統(tǒng)如它的名字,就是含有兩個(gè)組元的系統(tǒng)。由相率F=C-P+1,且相圖至少有一相可知,系統(tǒng)最大自由度為3。在壓力不變的凝聚系統(tǒng)中,最大自由度只為2,這意味著兩個(gè)變量,所以我們可以用平面圖來表示,即二元相圖。
? 接下來我們來談?wù)劧鄨D的主要種類。

一 具有低共熔點(diǎn)的二元相圖
這類相圖系統(tǒng)的特點(diǎn)是:兩個(gè)組元在液態(tài)時(shí)能以任意比例互溶,形成單相溶液,而固相完全不互溶。

該相圖非常容易理解,我們以M點(diǎn)的熔體為例,討論一下其析晶過程。
隨著溫度的降低,當(dāng)M點(diǎn)與晶體A的液相線相交時(shí),晶體A開始析出。此時(shí)只有固相晶體A,故固相點(diǎn)沿著A的純物質(zhì)線行動(dòng)。而液相隨著晶體的析出沿著液相線下降。到達(dá)E點(diǎn)后,晶體B開始析出,晶體A不再是唯一的固相,固相點(diǎn)沿著固相線向B物質(zhì)方向移動(dòng),直到到達(dá)物質(zhì)的原始組分點(diǎn),即M點(diǎn)的物質(zhì)組分點(diǎn)。液相點(diǎn)沿著過E點(diǎn)的垂直線向下,直至所有液相消失,即與x軸相交。
二 具有一致熔融化合物的二元系統(tǒng)相圖
? 一致熔融化合物是一種穩(wěn)定的化合物,與正常的純物質(zhì)一樣具有固定的熔點(diǎn),該種化合物到達(dá)熔點(diǎn)時(shí),所產(chǎn)生的液相與化合物的晶相組成相同。

通過觀察相圖我們意識(shí)到,如果以一致熔融化合物AmBn的純物質(zhì)線作為分界,這竟然就是兩個(gè)具有低共熔點(diǎn)的圖拼在一起。所以它的析晶過程其實(shí)和第一類并沒有太大區(qū)別,我們可以兩兩物質(zhì)一組來以同樣的方法分析,故這里不展開贅述了。
三 具有一個(gè)不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)相圖
? 不一致熔融化合物是一種不穩(wěn)定的化合物。加熱這種化合物到某一溫度便發(fā)生分解,分解產(chǎn)物是一種液相和一種晶相,二者組成與原來化合物組成完全不同,故稱不一致熔融化合物。
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偷懶是筆者漫長經(jīng)人生歷中無法放棄的一環(huán),所以在看這個(gè)相圖的時(shí)候,筆者將相圖分成了幾塊,以P點(diǎn)作線的左邊又是我們熟悉的具有低共熔點(diǎn)的二元相圖,而右邊就有所不同了。
?現(xiàn)在以兩個(gè)典型的熔體點(diǎn)來討論其析晶過程。
第一個(gè)點(diǎn):
?隨著溫度的降低,在K點(diǎn)與液相線相交,晶體B開始析出,由于此時(shí)固相只有B,故固相點(diǎn)沿著B的純物質(zhì)線往下走。液相則隨著液相線變化,直至到達(dá)P點(diǎn),固相B開始轉(zhuǎn)熔成為固相AmBm。此時(shí)固相朝著開始沿著DF向D點(diǎn)變化,直至到達(dá)D點(diǎn),這時(shí),晶體B全部回吸成為液體。隨著晶體AmBm的析出,固相沿著DJ線向下移動(dòng),到達(dá)J點(diǎn)后,晶體A開始析出,固相沿著JE向E移動(dòng),直至到達(dá)物質(zhì)的原始組成點(diǎn)H,此時(shí)所有液相消失。而液相則是沿著液相線繼續(xù)移動(dòng)到P點(diǎn)。
第二個(gè)點(diǎn):
? 隨著溫度的下降,到達(dá)與液相線的交點(diǎn)之后,固相B開始析出,此時(shí)固相沿著B的純物質(zhì)點(diǎn)一棟,直至到F點(diǎn),然后開始轉(zhuǎn)熔過程,晶體B開始轉(zhuǎn)熔為液體,液體又開始析出晶體AmBm。故固相沿著FD向左移動(dòng),直至到達(dá)物質(zhì)的原始組成點(diǎn)。
其他的類型將會(huì)于下次更新提到喵
