相平衡 · 概念相图实验台

二元简单低共熔:沿冷却线走一遍

固定合金(或混合物)的总组成,再把温度往下拉。先别急着报相名:总组成、各相组成和各相的量,是三件需要分开看的事。

温度—总组成相图点按或用方向键移动定位点

此刻:先报相区,再分清三个“组成”

液相

目前全是液体

当前点在液相线之上;样品的总组成就是液相的组成。

组成读数

体系总组成
xB = 25.0%
液相组成
xB(L) = 25.0%
固相组成
尚未析出固相

读图提醒:单一液相时,体系总组成和液相组成相同;别把这个特例带进两相区。

沿着这条竖直冷却线,会发生什么?

样品的总组成不变,降温只让定位点竖直向下穿过相图。下面三步会随你选定的总组成更新。

开始降温

先是均一液相

液相线以上,样品还没有析出任何固体。

穿过液相线

首先析出甲固相

组成偏甲的一侧先析出纯甲,余下液相会沿液相线向共晶组成移动。

到达共晶温度

剩余液体一起“收尾”

到 Tₑ 时,仍留下的共晶组成液相同时形成甲固相与乙固相;低于 Tₑ,只有两种固相共存。

一个常见陷阱

“样品总组成是 25% B,所以液相也总是 25% B。”——这句话只在单相时成立。进入“液 + 甲固相”区后,甲固相的 xB 是 0,B 被留在液体里;液相的 B 含量因此会高于样品总组成。相图中的水平连线,读的是两相各自的组成;竖线才守着体系总组成。

注意,右侧情形完全镜像:先析出纯乙,余下液相会变得更富甲。这里的“纯”来自题设的无固溶体假设;现实体系若有固溶体,固相组成就不能这样直接读成 0% 或 100%。

停一下,判断这道题

把 xB = 25% 的样品降到 70 °C(仍高于共晶温度、低于左侧液相线)。哪一句正确?

教学示意、固定压力、无固溶体。杠杆定则给出物质的量分数而非质量分数。液相线上的固相量从零开始;共晶温度上相量还取决于凝固进度。