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第9章 相 变

              9.4 液相-液相转变与失稳分解(1)

   9.4.1 液相不混溶现象(玻璃分相)

    一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范围内分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相),并相互共存的现象,称为玻璃的分相(或称液相不混溶现象)。
    从相图来看,针对不同体系一般有三种形状液相线(参见图9-23):一是直线形,很多具有低共熔体系具有这种形状的液相线;二是液相线呈鼓包形,在液相线上出现液相分相;三是液相线呈倒S形,在液相现以下出现液相不混溶区。
    在硅酸盐和硼酸盐熔体中,发现在液相线上及以下存在两类液相的不混溶区。
    第一类是在液相线上液相出现分相,液相线呈现一鼓包形,如在MgO-SiO2系统中(见图9-24),在T1温度时,任何组成都是均匀熔体,当温度降至T2时,原始组分c0便会分解为c1和c2两个熔融相。这种液相分相是热力学稳定分相。
    第二类是在液相线以下出现液-液不混溶区,液相线常常呈现倒S形,是这种分相的一个显著特征。这类分相不是在热力学平衡状态下稳定分相,故称介稳分相或亚稳分相,在相图上用虚线表示。在Na2O、Li2O、K2O和SiO2的二元系统中常见此类分相,图9-25给出了Na2O-SiO2二元系统液相线以下的分相区,在TK温度以上(约850°C),任何组成都是单一均匀的液相,在TK温度以下则出现介稳分相。在介稳分相区域,存在两种分相机理:成核-长大机理和Spinodal机理。前者所对应区域称为成核-生长区,也称亚稳定区,如图中剖面线所示的区域。后者所对应的区域称为Spinodal分相区,也称为失稳分解。
    图9-26给出了3种典型情况下(对应于特定的温度)的G-c曲线。在T1温度,G - c曲线向上凹形状,表明系统为均匀单相。在Tc温度,G - c曲线在中间部位出现平台(俗称锅底状),此为分相的临界点。在T2温度,G - c曲线出现驼峰状,在其两个凹底可画出公切线,切点分别为a和b,表明当系统组成位于a、b之间时,就要出现分相,分相后的平衡组成为a和b,此时这两相化学位相等。



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