材料科学基础课件：相平衡-单元相图-.pptVIP

* 材料科学基础 Fundamentals of Materials Science 0 绪论 第1章 原子结构与结合键 Atomic Structure and binding bond 第2章 晶体学基础 Basis of Crystallography 第3章 晶体结构 Crystal Structure 第4章 晶体缺陷 Crystal defects 第5章 非晶体与准晶结构 Amorphous and Quasicrystal Structure 第6章 相图 Phase Diagram 第7章 固体扩散 Solid Diffusion 第8章 凝固与结晶 Solidification and Crystallization 第9章 烧结与聚合 Sintering and Polymerization 第10章 固态 相变 Solid Phase Transformation 材料科学与工艺 的基础理论 第6章 相图 Phase Diagram 6.1 相图的基本知识 相与组织、 相图与相律 6.2 单元相图 (Unit phase diagram) 6.2.1 纯铁相图 6.2.2 SiO2相图 6.2.3 聚合物相图 6.3 二元相图 （Binary diagram） 6.3.1 匀晶相图与杠杆定律 6.3.2 二元共晶相图与共析相图 6.3.3 包晶相图与包析相图 6.3.4 其他类型二元相图 6.3.5 二元相图的几何规律及分析方法 6.3.6 铁碳相图 6.3.7 无机材料专业相图 6.4 三元相图 (Ternary diagram) 6.4.1 等边三角形的成分表示法 6.4.2 三元相图中的基本法则 6.4.3 三元匀晶相图 6.4.4 固态互不溶解的三元共晶相图 6.4.5 三元相图的几何规律及分析 6.4.6 典型的三元相图 6.5 相图热力学 * * 材料科学与工艺 的基础理论 材料科学核心问题？ 结构和性能，研究“为什么？” * * 《材料科学基础》 如何表征？？ 相同组元的材料在不同工艺条件下， 结构、性能差别可以很大，成为不同材料。 “相图”表征材料结构（相）状态和成分、温度、压力等的变化规律。 影响材料性能的又一微观层次 --相和组织。 工具---相图 * 相图 清晰、直观、形象。 材料研究者的“地图”。 读图能力 《材料科学基础》核心内容 1结构（缺陷） 2相图 3扩散 4凝固理论 状态表达 特征 工艺基础理论 6.1 相图的基本知识 一、基本概念 组元 相 组织 6.1 相图的基本知识 一、基本概念 1、组元：composition, component, constitution 组成材料最基本的、独立存在的物质为组元。 组元 化学元素 化合物 金属元素Fe、Cu、Al等， 非金属元素C、N、O等 聚合物：单体－－ 乙烯、丙烯、苯乙烯等碳氢化合物。 SiO2, Al2O3, CaO, SiC, Si3N4, B4C 等氧化物，碳化物、氮化物等。 一元系 二元系 三元系 多元系 纯铁、水等 黄铜（Cu-Zn）、 Fe- Fe3C等 Fe-Si-C MgO-Al2O3-SiO2 ZrO2-Al2O3-Y2O3 等 组元数 * 相图： 二元相图：4000个（81%）（4950）； 三元相图：8000(5%)（161700）。工作量巨大。 四元相图：1000（0.1%）（3921225） 问题：成分难控制，高熔点，难以达到相平衡 测定不准确需校准。 2、相：phase 系统中成分、结构相同，性能一致的均匀组成部分， 不同相之间有界面分开，相界处物质的性能发生突变。 UO2中的晶粒和气孔 * （1）相可以是单质， 或几种物质组成的均匀熔体或化合物。 气体物质：一般为一相 液体：互溶程度，一相或两相。 固态物质： 固溶体和非晶态玻璃是一种单相。 同素异构体 ：金刚石与石墨 （2）由界面分开的并不一定是两个不同的相。 晶界面：界面两侧性质不变化是同一种相。 工业纯铁 室温组织 退火H68黄铜 单相α ZSn11Cu6轴承合金 * 单相系统 二相系统 三相系统 多相系统 相数 工业纯铁 室温组织 可锻铸铁组织 3、组织：micro-structure 由各种不同含量、形态、分布的相所构成的图像。 种 类 数 量 尺 寸 形 状 分 布 相 组织 宏观组织 显微组织 用肉眼和放大镜观察到的组织。 用显微镜