我们以图8.4为例介绍这些符号的含义。横坐标为温度T、纵坐标为压力p。
1.实线围成的区域
相图中,ABCD与温度坐标间的区域为气相单相区。ABE与压力坐标间的区域为晶型Ⅰ的单相区。EBCF间的区域为晶型Ⅱ的单相区。FCD间的区域为液相区。以上实线间的区域为系统达到平衡时的单相区。也就是说,在这些区域内的相是系统在平衡时能稳定存在的相。比如,状态点处于气相区表明系统在此平衡时只有气相,而且在指定状态点,整个系统的自由能最低。
在实线围成的区域内,F达到最大值2,而且在这些区域,温度和压力的任意改变都不会引起旧相消失或新相产生。比如,在晶型Ⅰ所在区域,任意选一状态点为起点,朝任意方向运动。只要路线及终点在晶型Ⅰ所在区域内,则在运动过程中,都没有旧相消失或新相产生。
2.实线
实线是其两边区域中的相共存的状态线。AB线上晶型Ⅰ与其气相共存,故AB为晶型Ⅰ的升华线。同理,BC为晶型Ⅱ的升华线;CD线上液相与气相共存,故其为液相蒸发线;BE为晶型Ⅰ与晶型Ⅱ的共存线,也是两种晶型的多晶转变线。CF为晶型Ⅱ与液相共存线,也是晶型Ⅱ的熔融线。
在实线上,F=1,即只有温度或压力中的一个变量可任意改变。比如,在AB上选一点。当该点改变温度而在AB线上移动时,旧相没有消失,新相也没有产生。在此过程中,压力不能任意变动而只能随温度变化。反之,改变压力时,温度不能任意变动。否则,就会有旧相消失或新相产生。(www.daowen.com)
3.虚线
相图中的虚线表示可能出现的亚稳平衡态。图8.4中,AB上的状态点过热时(如温度升高过快引起),该状态点会沿AB的延长线进入EBCF区。液相蒸发线CD上的状态点过冷时,也会沿DC延长进入EBCF区。以上这两条线的延长线在图中用虚线表示,它们的交点为G。在晶型Ⅰ单相区的状态点过热、液相单相区中的状态点过冷也有以上类似情形。因此,BG为过热晶型Ⅰ的升华线;CG为过冷液体的蒸发线。同理,晶型Ⅱ过冷时,CB延长至K而进入晶型Ⅰ的单相区。BK为过冷晶型Ⅱ的升华线。HG为过热晶型Ⅰ的熔融线。
实线与虚线也围成一些区域。这些区域表示亚稳相存在区。EBGH为过热晶型Ⅰ的亚稳相区;HGCF为过冷液体的亚稳区;EBK为过冷晶型Ⅱ的亚稳区;BCG为气相亚稳区。
4.实线交点
这种交点为系统达到平衡时的三相共存点。如图8.4中的B和C点。B点周围有晶型Ⅰ、Ⅱ和气相。因此,B点为晶型Ⅰ、Ⅱ和气相的三相平衡点。在B点,有晶型Ⅰ和晶型Ⅱ共存,它们会相互转变,故B点也叫多晶转变点,而C点周围有晶型Ⅱ、液相和气相。因此,C点为晶型Ⅱ、液相和气相的三相平衡点。
在三相平衡点上,F=0,没有独立变量。这是说,三相平衡点时的温度和压力是固定的,任意改变一个都会引起旧相消失或新相产生。
5.虚线交点
图8.4中的G点即是虚线交点,它的对应温度为过热晶型Ⅰ的熔点。G点也是三相点,但不是平衡点。在G点状态下,过热晶型Ⅰ、过冷液体和气相共存,这三相都处于亚稳态。
其他单元相图中的点、线和区域与此大同小异。图8.4中存在多晶转变点B,具有类似的相图称为具有多晶转变的相图。单元相图中的多晶转变具有可逆和不可逆两种类型。
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