10、 在Na2O-CaO-SiO2相图(图10-35)中: (1)划分出全部的副三角形;
(2)判断界线的温度变化方向及界线的性质; (3)写出无变量点的平衡关系式;
(4)分析并写出M点的析晶路程(M点在CS与NC3S6连线的延长线上,注意穿相区的情况)。
解:⑴、⑵见图解; ⑶见下表:
表10-14 Na2O-CaO-SiO2系统富硅部分的无变量点的性质 图中点号 1 2 平衡性质 化学组成(wt%) 平衡温度SiNaO AlO (℃) 223O2 821 827 37.5 36.1.8 2.0 60.7 61相平衡 L?NS+NS2+N2CS3 L+NC2S3? NS2+N2CS3 低共熔点 双升点 6 3 L+NC2S3? NS2+NC3S6 双升点 785 25.4 25.0 24.4 22.0 19.0 18.7 13.7 19.0 14.4 17.7 5.4 .4 69.2 69.6 72.0 74.2 74.2 74.3 73.4 66.5 73.0 62.8 4 L+NC3S6? NS2+NCS5 双升点 低共熔点 低共熔点 双降点 晶型转变 双升点 785 5.4 5 L ?NS2+N3S8+ NCS5 755 3.6 6 L ?N3S8+ NCS5+S(石英) 755 3.8 7 L +S(石英)+NC3S6? NCS5 α石英?α磷石英(存在L及NC3S6) L+βCS? NC3S6 +S(石英) 827 6.8 8 870 7.0 9 1035 12.9 10 L+βCS? NC2S3 + NC3S6 双升点 晶型转变 晶型转变 1035 14.5 11 αCS?βCS(存在L及α磷石英) 1110 15.6 12 αCS?βCS(存在L及NC2S3) 1110 16.5
(4)M点位于△NC3S6-NS2-NCS5内,在4点析晶结束,最终晶相为:NC3S6、NS2NCS5。开始析出βCS,经过晶型转变、转熔等一系列反应,连穿三个相区,最终在4点析晶结束。
11、一个陶瓷配方,含长石(K2O2Al2O326SiO2)39%,脱水高岭土(Al2O322SiO2)61%,在1200℃烧成。问:(1) 瓷体中存在哪几相?(2) 所含各相的重量百分数是多少?
解:在K2O-Al2O3-SiO2系统相图的配料三角形(图10-32)中根据长石与脱水高岭土的含量确定配料组成点,然后在产物三角形(图10-32)找最终平衡相,根据杠杆规则计算各相组成。
12、凝聚系统三元相图中液相面、分界曲线其自由度是多少?哪些变量可以改变?
答:液相面F=3-2+1=2,温度、组成两个变量可以改变。分界曲线F=3-3+1=1,一个变量可以改变。
13、纯物质在任意指定温度下,固、液、气三相可以平衡共存,请用相律说明这个结论是否正确?请举例说明。
答:这个结论不正确。因为,固、液、气三相平衡时,相律为:F=C-P+2,其中,C=1,P=3,则F=0,即自由度为0温度和压力均不可以变化。这时不能够指定温度。例如:水在0度时是三相共存,温度一变固、液、气三相就不平衡了。所以温度不能任意指定温度。 14、在下面相图中
(1) 画出此相图的b、c点相对应的副三角形?
b点对应的副三角形SiO2-KAS6-A3S2,c点对应的副三角形KAS4-KAS6-A3S2 (2)画出交于b、c点的界线的温度下降方向? 见图
(3)找出交于b、c点的界线一致分界曲线和不一致分界曲线? c-a为不一致分界曲线,其他为一致分界曲线 (4)判断三元无变点b、c点的性质?
b点为最低共熔点;c点为双升点也叫单转熔点,KAS4(白榴石)被转熔(回吸)。 (5) P点的最后析晶产物是什么?
P点的最后析晶产物是SiO2(石英)-KAS6(钾长石)-A3S2(莫来石)。 (6) 液相组成点到达分界曲线的瞬间,其固相量和液相量分别是多少? 固相量=(p- A3S2)/(e-A3S2)3100% 液相量=(p-e)/(e-A3S2)3100%
(7) 在石英的相变中,属于重建型相变的是 (A) ,属于位移式相变的是 (B) 。 a.α-石英→α-鳞石英 b.α-石英→β-石英
c.α-鳞石英→α-方石英 d.α方石英→β-方石英
三题图 四题图
15、在下面相图中
(1) 画出此相图的h、k、f点相对应的副三角形? CaO-C3S-C3A,C2S-C3S-C3A, C2S-C12A7-C3A
(2) 画出交于h、k、f点的界线的温度下降方向? 见图。
(3) 找出交于h、k、f点的界线一致分界曲线和不一致分界曲线? 见图:cd为不一致分界曲线,CaO被转熔(回吸),反应式:L+CaO=C3S ch为一致分界曲线,反应式:L =C3S+CaO be为一致分界曲线,反应式:L=C2S+C3S bk为不一致分界曲线,C3S被转熔(回吸),反应式:L+C3S=C3A+C2S
(4) 判断三元无变点h、k、f点的性质?h双升点,CaO被转熔、k双升点C3S被转熔、f最低共熔点。
(5) 1点的最后析晶产物是什么? 图中1点的最后析晶产物是k点C2S-C3S-C3A。 (6) 2点的液相组成点到达终点的瞬间,其固相量和液相量分别是多少?
图中2点的液相组成点到达(k点结束)终点的瞬间,其固相量=2k/ka,液相量=2a/ka。 16、(20分)A-B-C三元相图如附图所示
(1) 说明D、E、F、G、H、I六个化合物的性质;
答:D不一致熔融三元化合物,E不一致熔融三元化合物,F不一致熔融二元化合物,G一致熔融二元化合物,H不一致熔融二元化合物,I一致熔融二元化合物。 (2) 画出有意义的副三角形(如图所示)。
(3) 用单、双箭头表示界线的性质(ST为晶型转变界线);
如图所示(其中C-D相界线均为转熔线,但温度走向不同)。
(4) 分析1#、2#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式。(附相图见后)
(5) 熔体1#、2#的冷却平衡结晶过程如下: 1# L→I L+I→H L→H L→H+B
液:1—→a——→b——→d——→e始(Le→B+H+G)→e终 f=2 f=1 f=2 f=1 f=0 I I+H H H+B H+B+G
固:I—→I——→H——→H——→f——————→1
2# L→Cα L→Cβ L+C→D L→D+A
液:2—→g(Cα→Cβ)——→h——→k始(Lk+C→D+A)→k终——→m始(Lm+D+A→E)→m终 f=2 f=2 f=1 f=0 f=1 f=0 Cα Cβ Cβ+D C+D+A D+A D+A+E 固:C——→C—————→C——→n——————→p———→q——————→2
17、下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图,对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。试:
(1) 画出有意义的付三角形;(如图所示); (2) 用单、双箭头表示界线的性质;(如图所示;)
(3) 说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式; F点低共熔点,LF→C3A+C12A7+C2S H点单转熔点,LH+CaO→C3A+C3S K点单转熔点,LK+C3S→C3A+C2S

