相图,是用热力学变量描述相平衡系统组成与参数关系的图,对物理化学、矿物学和材料科学具有重要价值。狭义相图表示相平衡系统中组成与温度、压力等参数的关系,广义相图则描述在给定条件下体系各相间的平衡状态。如水的p-T相图,能直观读取三相点、临界点等信息。常见的二组分系统相图包括压力-组成图、温度-组成图、蒸汽压-液相组成图、溶解度图、低共熔混合物相图等。三相点是物质在特定温度和压力下固、液、气三相共存的唯一坐标点。
相图中的平衡曲线斜率和位置规律,反映三相点各单变量平衡曲线的相互关系,任一单变量平衡曲线在三相点外的延长部分必须位于其他二曲线之间。亚稳区和亚稳相描述了在特定条件下可能出现的非稳定状态,如过冷水和玻璃相。同质多晶现象则指同一化学成分的物质在不同条件下形成结构不同的晶体。
二元相图中,组成可变的相包括熔融液相和固溶体固相。表示组成通常采用质量分数或物质的量分数,杠杆规则用线段表示不同比例关系,线段长度与比例成正比。在二元相图中,组成变化直观且方便。
三元相图以正三棱柱表示,三角形顶点代表纯组分,纵坐标表示温度,三角形内部表示不同配比的混合物。通过等温截面辅助理解,有助于深入理解析晶过程中的相变。
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