2爱林汉姆和相图1.pptx

冶 金 物 理 化 学;;2013-6-27;2.1 埃林汉姆（Ellingham）图及其应用;2.1 埃林汉姆（Ellingham）图及其应用;1）关于 要注意标准生成自由能（最稳定的单质生成1mol的化合物）与该反应标准自由能的关系 2）Ellinham图不仅是氧化反应的标准自由能 与T的关系图，也是反应平衡的氧分压 与温度的关系图。;2013-6-27;2.1.2 氧势图的热力学特征 ---“斜率”与“位置”;（1）斜率是反应的熵变的负值 （3）CO的特殊斜率具有重要的意义 （2）转折点一定是在该温度有反应物或产物的相变;关于斜率;几个典型的曲线的斜率;2）曲线的斜率等于零;3）曲线的斜率大于零;4）某一温度斜率发生突变（变大或变小）;2013-6-27;而 （溶化过程，吸热为正） 也就是说，T点以后（M发生固态变为液态的相变后）曲线的斜率比相变前增大了。 ;结论： 对于反应 1）若M在T1点发生相变，则T1点后~曲线斜率变大； 2）若 在T1点发生相变，则T1点~曲线斜率变小。;CO直线的斜率及其意义 1）斜率是反应的熵变的负值。 2）从统计意义上，物质的熵是物质体系的混乱度决定的。 3）通常情况下，气态物质的混乱度比凝聚态物质的混乱度大得多，因此，气态物质的熵值比凝聚态物质的熵值也大得多。 ;氧势图的几个特点;（2）在同一温度下，若几种元素同时与氧相遇，则位置低的元素最先氧化。如1673K时，元素Si、Mn、Ca、Al、Mg同时与氧相遇时，最先氧化的是金属Ca, 然后依次为Mg、Al、Si、Mn。 ——注意：先氧化是指同样条件，氧化所需的最低氧分压低 （3）位置低的元素在标准状态下可以将位置高的氧化物还原。如1600℃时，Mg可以还原SiO2得到液态硅。 ——此原理是金属热还原的理论基础 ;（4）（973-1873K范围，CO线将图分成三个区域。 在CO线上的区域 元素Fe、W、Pb、Mo、Sn、Ni、Co、As及Cu等的氧化物均可以被C还原。 高炉冶炼中，矿石中若含Cu、As、Sn等有害元素将进入生铁，给炼钢带来困难。;在CO线以下区域 元素Al、Ba、Mg、Ca以及稀土元素等氧化物不能被C还原。 在冶炼中它们以氧化物形式进入炉渣。;中间区域---- CO线与其他线相交 当温度高???交点温度时，元素C氧化，低于交点温度时，其他元素氧化。 交点温度称为碳和相交元素的氧化转化温度。 （5）必须注意：埃林汉图原则上只适用于标准状态;2.1.3 氧势图的应用－氧气标尺;1、PO2标尺的画法;2、Po2标尺与氧化物的分解压的关系;2013-6-27;3、PO2标尺的作用;证明：对于反应M+O2=MO2 若PO2平 PO2时，?G0，则反应向生成金属的方向进 行，即氧化物易于分解。 若PO2平 PO2时，?G0，则反应向生成氧化物的方向 进行，即金属易于氧化。 ;2013-6-27;2013-6-27;2013-6-27;2.2 相图分析方法及基本规则;2.2.1 冶金中常用的二元系相图及相图的基本定律;2.2.1 冶金中常用的二元系相图及相图的基本定律;单元相图的基本类型与特点;O点称为三相点，现在国际单位规定水的三相点为(273.16K,610.62Pa) 通常我们说的水的冰点温度0℃（ 273.15K）,压力为101.325KPa，被空气饱和的水。 ;二元系相图;对于等压条件下的二元系，C=2；则有： F = C?P+1 F = 3?P 单相体系：P=1，F=2，自由度为2 两相共存体系：P=2，F=1，自由度为1 三相共存体系：P=3，F=0，自由度为0 ;相图的基本原理与规则 ;3）组成规则：两相共存区内某一确定点，其各平衡相的组成由其“联结线”所指示的两相组成决定。 因此，组成规则有时又称为“结线规则” ;4）杠杆规则：两相共存区内某一确定点，其两平衡相的量的比例与其结线被该点所截的线段的比例相等，并满足杠杆规则。 ;二元相图类型;2013-6-27;2013-6-27;2013-6-27;2） 有固溶体的低共熔(共晶)型二元系 特点： 液相完全互溶 固相部分互溶 ;2013-6-27;2013-6-27;3） 有固溶体（化合物）的转溶型二元系 特点： 液相完全互溶 固相部分互溶 在三相线有一转溶 或包晶过程 ;4）有化合物的二元系（同分熔点化合物） 特点： 有化合物把相图分为两个（或多个）简单的共晶体系 同分熔点化合物C：温度升高至化合物