材料化学第4章材料的化学热力学.pptVIP

Chapter 4Chemical Thermodynamics of Materials;主要内容;学习目的;4.1 化学热力学基础及应用;4.1.1 化学热力学回顾;焓（Enthalpy） ;熵（Entropy） —可逆过程热效应（QR）与绝对温度的比值： 热力学第二定律——任何自发变化过程始终伴随着隔离体系的总熵值的增加。 热力学第三定律——在绝对零度时，任何纯物质的完整晶体的熵都等于零。 标准熵:;自由能（Free Energy） 等温等压下Gibbs自由能 吉布斯-赫姆霍兹方程 ;化学势 (chemical potential)： ;4.1.2 化学热力学在材料研究中的应用;;4.2埃灵罕姆图及其应用 Ellingham Diagrams;Correction: the unit for ?G0 should be KJ?mol-1;?G0-T线的斜率：;利用埃灵罕姆图，可在很宽的温度范围内研究各种材料的热力学性质及氧化还原性质，为材料的制备和使用以及新材料的研究开发提供依据和参数。 ;4.2.2.1 氧化物生成平衡及控制 ;4.2.2.2 氧化物稳定性比较 ;例：TiO2与MgO的比较;4.2.2.3 还原能力的相互反转 ;4.3 相平衡与相图 ;4.3.1 相平衡与相律;吉布斯相律（Gibbs Phase Rule） 相律——处于热力学平衡状态的系统中自由度 与组元数和相数之间的关系定律。相率有多种，其中最基本的Gibbs相率: f = c-p+2 f：自由度数； c：组成材料系统的独立组元数； p：平衡相的数目； 2：指温度和压力这两个非成分的变量 如果研究的系统为固态物质，可以忽略压力的影响，该值为1 如电场、磁场、重力场对平衡态有影响，相率中的“2”应改为3、4或5;4.3.2 相图 4.3.2.1 相图的建立;4.3.2.2 单元系相图 Unary phase diagrams;单组分材料的多晶转变相图;4.3.2.4 二元相图 Binary phase diagrams;二元匀晶相图 ;杠杆规则(lever rule);杠杆规则推导;相图分析;有极值的匀晶相图 ;二元共晶相图Eutectic phase diagram;L;一个液相同时析出两种固相的反应，称为共晶反应 根据相律，三相平衡时有 f=c-p+1=2-3+1=0 因此三个平衡相的成分及反应温度都是确定的，在冷却曲线中出现一个平台。; ;E点的共晶反应：从组成为CE的液相中同时结晶出成分为CC的?相和成分为CD的?相。两相的质量比W?/W?可用杠杆规则求得：;实例： Pb-Sn相图;二元包晶相图Peritectic phase diagram;相图分析;包晶反应时的相对含量计算;实例： Pt-Ag相图;Date;二元偏晶相图 Monotectic phase diagram;具有化合物的二元相图;形成不稳定化合物的K-Na相图;二元相图的一些基本规律;复杂二元相图的分析方法;二元相图中的三相反应特征;4.3.2.5 三元相图简述 Ternary phase diagrams; ;浓度三角形;(2) 三元系相图的一些规则;定比例规则;背向规则 ;杠杆规则;重心规则;交叉位置规则;共轭位置规则;(3) 三元匀晶相图;;;相图分析;投影图;等温截面图;等组成截面图;习题;9. 观察附图中的Pb-Sn合金相图，并 (1) 计算合金1由液相降温到183oC的共晶温度发生共晶反应时，所析出两相的重量百分比是多少? (2) 说明合金2溶液由a点降温到183oC的共晶温度时如何进行共晶反应？