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第6章 单组元相图及纯晶体凝固 6.1 单元系相变的热力学与相平衡 6.2 纯晶体的凝固6.3 气固相变与薄膜生长 （自学） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 纯晶体（单组元晶体）：由一种元素或化合物构成的晶体。该体系称为单元系。 相变：从一种相到另一种相的转变。 固态相变：不同固相之间的转变 凝固：由液相至固相的转变。 结晶：如果凝固后的固体是晶体 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6.1 单元系相变的热力学及相平衡 组元 ：组成一个体系的基本单元，如单质（元素）和稳定化合物，称为组元。 相：体系中具有相同物理与化学性质的，且与其他部分以界面分开的均匀部分称为相。 单元系 ：通常把具有n个组元都是独立的体系称为n元系，组元数为一的体系称为单元系。 6.1.1 相平衡条件和相律 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 相变：由一种相转变为其他的相。 相平衡：物质系统中各相的自由能相等，且能稳定存在。 自由度：可以独立变化，而不改变平衡系统中相的数目、种类的因素。 自由度数：它是指不影响体系平衡状态的独立可变参数（如温度、压力、浓度等）的数目 可以证明，处于平衡状态下的多相（α、β、γ、???，P个相）体系，每个组元（1、2、???，C个组元）在各相中的化学势都必须彼此相等，即： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 受热力学平衡条件限制，系统的自由度数目（f）与系统的组元数目（C）、相数目（P）和外界影响因素数目（n）之间存在一种相互制约的关系，称为相律，即吉布斯相律： f = c – p + n 对固体材料，相律可写为： f = c – p + 2 （仅考虑温度、压力的影响） 或 f = c – p + 1 （不含气相的凝聚体系，压力在通常范围的变 化对平衡的影响极小，一般可认为是常量，仅考虑温度的影响） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6.1.2 单元系相图 单元系相图是通过几何图形描述由单一组元构成的体系在不同温度和压力条件下所可能存在的相及多相的平衡。现以水为例说明单元系相图的表示和测定方法。 以温度为横坐标．压力为纵坐标作图．把每一个数据都在图上标出一个点，再将这些点连接起来，得到如图6.1（a）所示的H2O相图。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1、H2O相图 单相区：f=1-1+2=2,即温度、压力变化不会引起相变。 两相区：f=1-2+2=1, 即为维持两相平衡，温度和压力中只有一个可独立变化，另一个必须随之作相应变化才不会引起相变。 三相区：f=1-3+2=0, 即为维持三相平衡，温度和压力都必须保持恒定。 当压力恒定时，单元系相图仅有温度变化轴。在单相区，f=1，在两相区，f=0。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Asp