相图基础-上课8-2013.ppt

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1、耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地1第六节第六节 多元系统转换为三元系统多元系统转换为三元系统耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地21、利希特（、利希特（Richter）近似规则）近似规则 耐火材料耐火材料多组分多相非均质材料多组分多相非均质材料多元多元系统系统利希特规则利希特规则三元三元系统系统耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地3利希特（利希特（Richter）近似规则）近似规则被转氧化物被转氧化物质量质量分数分数转换系数相应转化氧化物转换系数相应转化氧化物质量质量分数分数转换系数（相应转化氧化物分子量转换系数（相应转化氧化物分子量/其阳离子电价）其阳离子电价）（被转氧化物分

2、子量（被转氧化物分子量/其阳离子电价）其阳离子电价）如：如：FeOMgO 转换系数转换系数(40:2)/(72:2)=0.55耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地4转换系数根据新建系统和被转换领域不同而变转换系数根据新建系统和被转换领域不同而变非常规计算的转换系数非常规计算的转换系数部分氧化物转换系数部分氧化物转换系数耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地5对于对于 MgO-Cr2O3-SiO2系，通常不考虑领域之分，系，通常不考虑领域之分，其某些氧化物转换系数：其某些氧化物转换系数：FeOMgO 0.55MnOMgO 0.56CaOMgO 0.71Na2OMgO 0.32Al2O3Cr

3、2O3 1.47Fe2O3Cr2O3 0.94TiO2 SiO2 0.76大家可以尝试计算大家可以尝试计算耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地6运用利希特规则转换需注意：运用利希特规则转换需注意：硅酸铝耐火材料系统：换算前硅酸铝耐火材料系统：换算前Fe2O3应该小于应该小于3%。碱性耐火材料系统：碱性耐火材料系统：C/S在换算前后偏差不大。在换算前后偏差不大。当多元系统中二元总和超过剩余总数很多时，当多元系统中二元总和超过剩余总数很多时，耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地72、转换举例、转换举例例例1 某单位合成堇青石所用原料的化学组成见表，用某单位合成堇青石所用原料的化学组成见表，

4、用 MgO-Al2O3-SiO2三元相图确定三种原料的比例。三元相图确定三种原料的比例。耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地8原料名称原料名称Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgO灼减灼减高铝矾土高铝矾土78.472.862.221.450.050.0814.52滑石滑石0.4461.760.311.2131.354.92粘土粘土36.4843.561.81.520.430.9215.92三种原料的化学成分，三种原料的化学成分，%堇青石理论化学组成：堇青石理论化学组成：Al2O3 34.9%,SiO2 51.3%,MgO 3.8%耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地9 将含有

5、灼减的原料换算成灼减为零的基础组成。将含有灼减的原料换算成灼减为零的基础组成。原料名称原料名称Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgO高铝矾土高铝矾土92.183.362.611.700.060.09滑石滑石0.4664.960.331.2732.98粘土粘土43.3851.801.401.810.511.09SiO2 Al2O3 MgO耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地10 进行组成计算进行组成计算 高铝矾土：高铝矾土：w(Al2O3)=92.18+1.70.6=93.20；w(MgO)=0.09+0.060.70=0.132；w(SiO2)=3.36+2.610.76=5.3

6、436；w(Al2O3+MgO+SiO2)=98.68换算成质量百分数：换算成质量百分数：w(Al2O3)=94.45%；w(MgO)=0.13%；w(SiO2)=5.42%原料原料名称名称Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgO高铝高铝矾土矾土92.183.362.611.700.060.09SiO2 Al2O3 MgO 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地11 滑石：滑石：w(Al2O3)=0.46+0.330.6=0.658；w(MgO)=32.98+1.270.70=33.87；w(SiO2)=64.98；w(Al2O3+MgO+SiO2)=99.498换算成质量百分数：换

7、算成质量百分数：w(Al2O3)=0.66%；w(MgO)=34.05%；w(SiO2)=65.29%原料原料名称名称Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgO滑石滑石0.4664.960.331.2732.98SiO2 Al2O3 MgO 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地12 粘土：粘土：w(Al2O3)=43.38+1.810.6=44.466w(MgO)=1.09+0.510.70=1.447w(SiO2)=51.80+1.400.76=52.864；w(Al2O3+MgO+SiO2)=98.777换算成质量百分数：换算成质量百分数：w(Al2O3)=45.01%；w(Mg

8、O)=1.47%；w(SiO2)=53.52%原料原料名称名称Al2O3SiO2TiO2Fe2O3CaOMgO粘土粘土43.3851.801.401.810.511.09SiO2 Al2O3 MgO 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地13M：堇青石：堇青石 A：高铝矾土：高铝矾土B：滑石：滑石C：粘土：粘土Aa：29.5mm,ab：44.5mm,bB：10.0mm如：高铝矾土需如：高铝矾土需(bB/AB)100耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地14 例例2：有一种工业固体废弃物，其化学成分如下，请利有一种工业固体废弃物，其化学成分如下，请利用用MgO-Al2O3-CaO三元系统相图

9、，判断这种料三元系统相图，判断这种料可能在多高温度下开始形成液相，可能在多高温度下开始形成液相，1600下的矿下的矿相组成。相组成。成分成分 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2V2O5MnO2IL 含量含量(wt%)0.5764.330.1010.8922.850.040.370.070.70.060.36耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地15 换算成无灼减的组成：换算成无灼减的组成：成分成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2V2O5MnO2含量含量(wt%)0.5764.560.1010.9322.930.040.370.070.

10、70.06经计算，各氧化物的转换系数分别为：经计算，各氧化物的转换系数分别为：SiO2 Al2O3：0.57；Fe2O3Al2O3：0.6;TiO2 Al2O3：1.7;V2O5Al2O3：1.02;MnO2Al2O3：1.56;K2O CaO/MgO：0.3/0.21;Na2OMgO：0.32；耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地16 进行组成换算：进行组成换算：w(Al2O3)=64.56+0.570.57+0.10.6+0.071.7+0.71.02 +0.061.56=65.87w(CaO)=10.93+0.0430.3=10.94w(MgO)=22.85+0.370.32=22.

11、96w(Al2O3+CaO+CaO)=99.77 换算成质量百分比：换算成质量百分比：w(Al2O3)=66.02%w(CaO)=10.97%w(MgO)=23.01%对应摩尔比：对应摩尔比：m(Al2O3)=45.6%m(CaO)=13.8%m(MgO)=40.6%耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地17 MgO-Al2O3-CaO三元系统液面图三元系统液面图 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地18 MgO-Al2O3-CaO三元系统固面图三元系统固面图 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地19 MgO-Al2O3-CaO三元系统三元系统1600等温截面图等温截面图 耐火材料与

12、高温陶瓷国家重点实验室培育基地20 MgO-Al2O3-CaO三元系统部分固面图三元系统部分固面图 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地21 MgO-Al2O3-CaO三元系统三元系统1600等温截面图等温截面图 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地22复习复习 一、基础一、基础 1 1、二元相图、二元相图 多组分系统多组分系统 固溶体系统固溶体系统 二液区系统二液区系统 2 2、三元相图、三元相图 固面图固面图 等温截面图等温截面图 等组成截面图等组成截面图 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地23二、应用二、应用 1、读出开始出现液相温度、读出开始出现液相温度 2、计算高温固相

13、量、液相量及读出组成、计算高温固相量、液相量及读出组成 3、抵抗熔渣的稳定性、抵抗熔渣的稳定性 3、助烧结剂、助烧结剂 4、比较液线温度、亚液线温度高低、比较液线温度、亚液线温度高低 5、耐火材料在熔渣中饱和浓度、耐火材料在熔渣中饱和浓度 6、多组分体系转换三元体系、多组分体系转换三元体系 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地24相相图应图应用用考考查题查题目：目：小论文小论文 要求：要求：1、选择耐火材料或陶瓷领域中某一问题，利用相图进行分析。、选择耐火材料或陶瓷领域中某一问题，利用相图进行分析。2、字数、字数500-800字（不含参考文献），不得超过字（不含参考文献），不得超过1000字。字。3、手写或打印均可，正文不需英文。、手写或打印均可，正文不需英文。3、凡出现论文内容雷同或字数超过、凡出现论文内容雷同或字数超过1000字，按不及格处理。字，按不及格处理。4、成绩按、成绩按70%计入（平时按计入（平时按30%）。）。格式：格式：1、题目、题目 2、提出问题、提出问题 3、分析问题、分析问题 4、结语、结语 5、参考文献、参考文献 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地25谢谢 谢谢不足之处，欢迎批评指正不足之处，欢迎批评指正