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材料科学基础6习题and答案第六章相平衡和相图6-1名词解释略6-2什么是吉布斯相律？它有什么实际意义？略去6-3固体硫有两种晶型，即单斜硫、斜⽅硫，因此，硫系统可能有四个相，如果某⼈实验得到这四个相平衡共存，试判断这个实验有⽆问题？图6-1图6-26-4如图6-1是钙长⽯（CaAl2Si2O）的单元系统相图，请根据相图回答：（1）六⽅、正交和三斜钙长⽯的熔点各是多少？（2）三斜和六⽅晶型的转变是可逆的还是不可逆的？你是如何判断出来的？（3）正交晶型是热⼒学稳定态？还是介稳态？6-5图6-2是具有多晶转变的某物质的相图，其中DEF线是熔体的蒸发曲线。KE是晶型I的升华曲线；GF是晶型II的升华曲线；JG是晶型III的升华曲线，回答下列问题：（1）在图中标明各相的相区，并写出图中各⽆变量点的相平衡关系；（2）系统中哪种晶型为稳定相？哪种晶型为介稳相？（3）各晶型之间的转变是可逆转变还是不可逆转变？6-6在SiO2系统相图中，找出两个可逆多晶转变和两个不可逆多晶转变的例⼦。6-7C2S有哪⼏种晶型？在加热和冷却过程中它们如何转变？β-C2S为什么能⾃发地转变成γ-C2S？在⽣产中如何防⽌β-C2S转变为γ-C2S？6-8今通过实验测得如图6-3所⽰的各相图，试判断这些相图的正确性。如果有错，请指出错在何处？并说明理由。图6-36-9根据图6-4所⽰的⼆元系统相图回答：（1）注明各相区；（2）写出⽆变量点的性质及其相平衡关系；（3）写出M1和M2熔体的平衡冷却析晶过程；（4）计算从熔体刚冷⾄TP温度及离开TP温度时系统中存在各相的百分含量。6-10图6-5为具有⼀个不⼀致熔融化合物的⼆元系统，在低共熔点E发⽣如下析晶的过程：LA＋AmBn。E点B含量为20％，化合物AmBn含B量为64％，今有C1和C2两种配料，其配料点分置于E点两侧。已知C1中B含量是C2中B含量的1.5倍，且在达低共熔点温度前的冷却析晶过程中，从该⼆配料中析出的初晶相含量相等。试计算C1和C2的组成。图6-4图6-56-11图6-6是⼀个未完成的具有⼀个不⼀致熔化合物并形成固溶体的⼆元系统相图。请根据已给出的诸点完成此相图的草图。图6-66-12已知A和B两组成构成具有低共熔点的有限固溶体的⼆元系统。试根据下列实验数据绘制粗略相图。已知A的熔点为1000℃，B熔点为700℃。含B为25mol％的试样在500℃完全凝固，其中含73.3mol％初晶相SA（B）和26.7mol％（SA（B）＋SB（A））共⽣体。含B为50mol％的试样在同⼀温度下凝固完毕，其中含40mol％初晶相SA（B）和60mol％（SA（B）＋SB（A））共⽣体，⽽SA（B）相总量占晶相总量的50％。实验数据均在达到平衡状态时测定。6-13根据Al2O3－SiO2系统相图说明：（1）铝硅质耐⽕材料：硅砖（含SiO2＞98％）、粘⼟砖（含Al2O335％～50％）、⾼铝砖（含Al2O360％～90％）、刚⽟砖（含Al2O3＞90％）内，各有哪些主要的晶相？（2）为了保持较⾼的耐⽕度，在⽣产硅砖时应注意什么？（3）若耐⽕材料出现40％的液相便软化不能使⽤，试计算含40mol％Al2O3的粘⼟砖的最⾼使⽤温度。6-14根据CaO－SiO2系统相图回答下列问题：（1）若以含CaO80％的熔体1000g冷却到2150℃以后（温度即将离开2150℃时），会获得何种产物？这些产物的量各为多少？（2）若以CaO、SiO2⼆组元配料，加热⾄熔融后再冷却，要求产物中只有C2S和C3S，则配料范围应选在哪⾥？若平衡冷却能达到⽬的吗？为什么？应采取什么措施？6-15在CaO－SiO2和Al2O3－SiO2系统中，SiO2的液相线都很陡，解释为什么在硅砖⽣产中可掺⼊少量CaO做矿化剂不会降低硅砖的耐⽕度，⽽在硅砖中却要严格防⽌混⼊Al2O3，否则便会使硅砖耐⽕度⼤⼤下降。6-16加热粘⼟矿物⾼岭⽯（Al2O3·2SiO2·2H2O）⾄600℃时，⾼岭⽯分解为⽔蒸⽓和Al2O3·2SiO2，继续加热到1595℃时会发⽣什么变化？在该温度下长时间保温达到平衡，系统的相组成如何？当系统⽣成40％液相时，应达到什么温度？在什么温度下该粘⼟完全熔融？6-17将含有MgO和Al2O3的熔体冷却到⼀定温度，然后滤去析出的晶体并对剩下的液相进⾏分析，得知液相中含MgO为65％，⽽且知道液相量是物系总量的70％，求原始熔体的组成。6-18指出图6-7所⽰⼀些三元系统相图中的错误，并说明理由。图6-76-19请划分图6-8所⽰四个相图中的副三⾓形。图6-86-20在浓度三⾓形中画出下列配料的组成点的位置。M：A＝10％、B＝70％、C＝20％；N：A＝10％、B＝20％、C＝70％；P：A＝70％、B＝20％、C＝10％。若将3kgM、2