三元相图等温截面图

5、三元相图等温截面图等温截面:用一定温度的平面，即平行于底平面的等温截面去截相图的立体图，把所得交线画于平面上就是等温截面，等温截面又称横截面或等温断面图。这些截面的截痕就是液相等温线和固相等温线，通过在这些等温线上的平衡相各点，在等温线的中间可以做出许多直线（结线），结线两端为在此温度下相平衡的两相组成，而结线是由实验数据作出的。从等温截面图上看，等温截面图有3种相区被给定温度包围的液相区单一固相与液相平衡共存区域二固相混合物与给定温度的某一组成的液相区域三元实际相图

1、CaO-Al2O3-SiO2系相图

①请指出图中不一致熔（分解熔融化合物），并写出它们分解熔融反应式，标界线上的温度下降方向。

②给出组成相X(25%Al2O3,20%CaO,55%SiO2）Y(30%Al2O3,30%CaO,40%SiO2）冷却析晶路线，并分别求组成X（1400℃，1200℃，1170℃）和Y（1400℃，1300℃，1100℃）各温度下的平衡相及其比例。③绘制1400℃等温截面图，并指出各相区的平衡相④A3S2与C2S7：3（重量）比例混合，绘制混合物熔体冷却析晶过程，并指出该混合物熔体冷却至1400℃平衡状态下的平衡相及其比例，在上述温度下如有液相存在，指出液相组成，最后指出该混合物的组成。⑤纯刚玉（α-Al2O3）和纯A3S2两种耐火制品，在1400℃C/S=1的炉渣条件下使用，请用相图推测哪种材料优越。

①请指出图中不一致熔（分解熔融化合物），并写出它们分解熔融反应式，标界线上的温度下降方向。

②给出组成相X(25%Al2O3,20%CaO,55%SiO2）Y(30%Al2O3,30%CaO,40%SiO2）冷却析晶路线，并分别求组成X（1400℃，1200℃，1170℃）和Y（1400℃，1300℃，1100℃）各温度下的平衡相及其比例。1400℃:由CAS2和组成为a的液相

1200℃:由CAS2、SiO2(鳞石英)和液相b

1170℃：冷却平衡状态为CAS2、S和CS三相平衡

③绘制1400℃等温截面图，并指出各相区的平衡相A3S2④A3S2与C2S7：3（重量）比例混合，绘制混合物熔体冷却析晶过程，并指出该混合物熔体冷却至1400℃平衡状态下的平衡相及其比例，在上述温度下如有液相存在，指出液相组成，最后指出该混合物的组成。1400℃:L+CA6+CAS2gfdeA3S2N⑤纯刚玉（α-Al2O3）和纯A3S2两种耐火制品，在1400℃,C/S=1的炉渣条件下使用，请用相图推测哪种材料优越。A3S22、MgO-Al2O3-SiO2系相图2、MgO-Al2O3-SiO2系相图化合物性质：一致熔二元化合物：M2S、MA、A3S2不一致熔二元化合物：MS不一致熔三元化合物：M2A2S5、M4A5S2划分分三角形9个无变量点，9个分三角形三角形平衡相开始生成液相温度℃①S、MS、M2A2S51355②MS、M2S、M2A2S51365③M2S、M2A2S5、MA1370④M、MA、M2S1710⑤A、MA、A3S21578⑥MA、A3S2、M4A5S21482⑦MA、M4A5S2、M2A2S51453⑧A3S2、M4A5S2、M2A2S51460⑨A3S2、M2A2S5、S1440①把a-j各混合物组成点标注在图上,做出熔体冷却析晶过程,并指出各点的结晶终了温度和1500℃和常温下的平衡相?②推断组成X（20%MgO,80%Al2O3），Y（28.3%MgO，71.7%Al2O3），Z（60%MgO，40%Al2O3）三种材料在SiO2存在条件下，1600℃温度条件使用，仅从熔融点比较，哪种材料较优越?③欲研制一种MgO材料能在1500℃低温烧结，1700℃高温使用，添加5wt%蜡石（70wt%SiO2，30wt%Al2O3）为助烧结剂，是否可行?④镁铝不烧砖为一级矾土骨料和Al2O3-MgO共磨粉，以6：4配制而成，其中MgO在制品中的含量为8~12%，请借助于相图分析细粉组成选在何处为佳（假设骨料中Al2O3含量为85%）。①把a-j各混合物组成点标注在图上,并指出各点的结晶终了温度和1500℃和常温下的平衡相②推断组成X（20%MgO,80%Al2O3），Y（28.3%MgO，71.7%Al2O3），Z（60%MgO，40%Al2O3）三种材料在SiO2存在条件下，1600℃温度条件使用，仅从熔融点比较，哪种材料较优越。③欲研制一种MgO材料能在1500℃低温烧结，1700℃高温使用，添加5wt%蜡石（70wt%SiO2，30wt%Al2O3）为助烧结剂，是否可行。L向MgO中添加5wt%蜡石，可在图中M、L（蜡石组成点）间连线，混合物的平衡组成点为连线上的T点，在分系统M-M2S-MA内，于1710℃开始形成液相，所以这个材料可以满足1700高温使用的条件。能否在1500℃温度下实现烧结，可以考查一下混有蜡石的MgO材料成型体在1500℃热处理过程的状态。首先，混入MgO粉粒间的蜡石，二者在高温作用下，必然相互扩散，发生平衡反应。对于蜡石而言，由于吸收MgO，反应产物必然离开原始组成点沿N-M连线自N移向T，它将经历两个一固一液相区，一个单一液相区，两个二固一液相区及一个三固相区即达平衡点T。这其中当蜡石吸收大约11~31wt%MgO将完全熔融为单一液相，液相的参与必有助于平衡反应的进行和烧结，而当MgO含量达52wt%以上液相又将消失而固化，又不影响1700℃的高温使用。5wt%蜡石时MgO产生液相量与MgO的数量关系

④镁铝不烧砖为一级矾土骨料和Al2O3-MgO共磨粉，以6：4配制而成，其中MgO在制品中的含量为8~12%，请借助于相图分析细粉组成选在何处为佳（假设骨料中Al2O3含量为85%）。3、CaO-MgO-SiO2系相图

①把比例为MgO:CaO:C3S=40:40:20的混合物组成点标注在相图上,并指出该混合物的组成,若将这个混合物加热,指出其开始与完全熔融的温度,将该熔体冷却至2000℃,其平衡相及其比例如何?②将纯MgO和白云石（50wt%℃aO，50wt%MgO）于1600℃在CaO/SiO2=1和1.5系炉渣条件下使用，比较它们的抗侵蚀能力。③三种白云石X(80%M,20%C),Y(40%M,60%C),Z(20%M,80%C)在含SiO2条件下于1600℃下使用,试对它们的抗侵蚀性进行比较?④对于组成为D的白云石，欲使其能在1600℃烧结，1700℃高温使用性能稳定，引入CaO/SiO2=1（质量）的炉渣5wt%作为助烧结剂，请分析是否可行。

①把比例为MgO:CaO:C3S=40:40:20的混合物组成点标注在相图上,并指出该混合物的组成,若将这个混合物加热,指出其开始与完全熔融的温度,将该熔体冷却至2000℃,其平衡相及其比例如何?

M点中含MgO=40%,CaO=55%,SiO2=5%开始出现液相温度T:1850℃完全熔融温度约2350℃②将纯MgO和白云石（50wt%℃aO，50wt%MgO）于1600℃在CaO/SiO2=1(质量)和1.5(摩尔)系炉渣条件下使用，比较它们的抗侵蚀能力。

对于MgO:吸收炉渣组成由M→Y的变化过程为，一旦吸收炉渣即刻形成液相，进入⑤MgO+L两相平衡相区，液相量随吸收炉渣量增加，大约相当于吸收78wt%的炉渣液相量达100%，进入单一液相区⑧。

对于白云石（D）:由D→Y约吸收53wt%的炉渣方开始出现液相，大约吸收82wt%的炉渣液相量达100wt%，进入单一液相区。1600℃氧化镁（M）和白云石（D）吸收不同数量炉渣（Y）的液相生成量

氧化镁白云石③三种白云石X(80%M,20%C),Y(40%M,60%C),Z(20%M,80%C)在含SiO2条件下于1600℃下使用,试对它们的抗侵蚀性进行比较?XYZ10%25%31%④对于组成为D的白云石，欲使其能在1600℃烧结，1700℃高温使用性能稳定，引入CaO/SiO2=1（质量）的炉渣5wt%作为助烧结剂，请分析是否可行。

这个混合物，如能在1600℃充分烧结，达到平衡时为C-M-C3S三相平衡共存，共熔温度1850℃，在该温度以下无液相产生。因此，烧结后的混合物在1700℃温度下使用自然是相当稳定的。对于白云石与添加物混合物的成型体，它在1600℃高温处理过程中，分布于白云石颗粒间的添加物，它在CaO-SiO2系统内的CS-C2S分系统，1460℃就开始出现液相，1600℃为全液相区，熔融的添加物，将向白云石颗粒间渗透与白云石反应，其组成也将由Y向X变化。其变化过程的液相量变化和相变化，它经历全液相区⑧，一固（C2S）一液二相区④二固（C2S、M）一液三相区③，三固（C3S、C2S、M）相区②，直至最后平衡点X，落入三固相（C、M、C3S）区①，开始出现液相温度为1850℃.这说明所选择的助烧结剂，可以在较低温度下产生液相，有促进烧结作用。而经1600℃的高温作用，经过平衡反应，最终液相又消失，组成点进入高熔融相区，可见所选择的白云石助烧结剂是适宜的。

4、FeO-Al2O3-SiO2系相平衡

1)1600℃等温截面下的平衡相及其平衡相2)有5种Al2O3-SiO2系耐火材料L(90wt%Al2O3，10wt%SiO2)，M(A3S2)，N(50wt%Al2O3，50wt%SiO2)，P(30wt%Al2O3，70wt%SiO2)，Q（10wt%Al2O3，90wt%SiO2)，它们混入或侵入5wt%FeO后,在1600℃产生的液相,其组成和数量如何?3)与5%FeO反应后的Al2O3-SiO2系耐火材料1600℃生成的稳定相的类型及液相量与组成的关系?4)作图比较2)中5种材料开始生成液相的温度及随温度升高液相生成量的关系?5)上述L,M,N,O,P及A(纯Al2O3)6种耐火材料在1600℃产生的液相量随吸入FeO数量的关系,比较它们抗FeO侵蚀的能力?

1)1600℃等温截面下的平衡区及其平衡相平衡相区平衡相平衡相区平衡相TUVWFA+LFA+A+LA+LA+A3S2+LXZYA3S2+LS+LL2)有5种Al2O3-SiO2系耐火材料L(90wt%Al2O3，10wt%SiO2)，M(A3S2)，N(50wt%Al2O3，50wt%SiO2)，P(30wt%Al2O3，70wt%SiO2)，Q（10wt%Al2O3，90wt%SiO2)，它们混入或侵入5wt%FeO后,在1600℃产生的液相,其组成和数量如何?

3)与5%FeO反应后的Al