理论教育 具有一致熔化合物的系统特征及应用

具有一致熔化合物的系统特征及应用

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:具有一致熔化合物的二元系统,其结晶过程与具有低共熔点的简单系统相同。图8.22一致熔化合物相图示意图图8.22一致熔化合物相图示意图图8.23Mg-Si二元相图图8.23为Mg-Si二元系统的相图。Mg2Si为一致熔化合物,其熔点为1085℃。其中,镁橄榄石为一致熔化合物,熔点为1890℃。原顽火辉石是不一致熔化合物,其稳定温度范围为1000~1557℃。图8.21中的化合物NaCl·2H2O也是不一致熔化合物。

具有一致熔化合物的系统特征及应用

一致熔化合物是一种具有固定熔点的稳定化合物。该化合物熔成液相时,组成不发生变化。因此,一致熔化合物的熔融也叫同成分熔融(congruent melting)。图8.22为其示意相图。其中,A、B组元会以一定的比例生成化合物AmBn。M点对应温度为化合物AmBn的熔点。该类相图可被看作由多个低共熔点简单系统的相图组成。图8.22中的两个简单系统分别是A~AmBn和AmBn~B。配料组成点在A~AmBn之间,室温平衡相为A和AmBn;配料组成点在AmBn~B之间,室温平衡相为B和AmBn。组成点在AmBn处的系统为单元系统。具有一致熔化合物的二元系统,其结晶过程(除组成点在AmBn外)与具有低共熔点的简单系统相同。

图8.22 一致熔化合物相图示意图

图8.23 Mg-Si二元相图(引自Mittemeijer,2013)(www.daowen.com)

图8.23为Mg-Si二元系统的相图。Mg2Si为一致熔化合物,其熔点为1085℃。该系统的相图有两个低共熔点E1、E2。E1的组成:Si的原子分数1.16%,温度为637.6℃。E2的组成:Si的原子分数53%,温度为945.6℃。

图8.24 MgO-SiO2二元相图(引自Kingery,2010)

图8.24为MgO-SiO2二元系统的相图。其中,镁橄榄石(Mg2SiO4,简写为M2S)为一致熔化合物,熔点为1890℃。镁橄榄石与MgO基固溶体形成低共熔点E(1850℃)。在MgOM2S分系统中,液相线温度高(在低共熔点1850℃以上)。而在M2S-SiO2分系统中,液相线的温度要低得多。因此,我们在配制镁质耐火材料时,应使配料点落在MgO-M2S分系统中,而不是M2S-SiO2分系统中。否则,系统开始出现液相的温度及全熔温度急剧下降,这会造成材料的耐火度大大降低。

MgO-SiO2系统中还有一种化合物——原顽火辉石(MgSiO3,简写为MS)。它是链状硅酸盐矿物顽火辉石(Mg2[Si2O6])的一种同质多相变体。原顽火辉石是不一致熔化合物,其稳定温度范围为1000~1557℃。图8.21中的化合物NaCl·2H2O也是不一致熔化合物。那什么是不一致熔化合物呢?

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