题目
六、(10分)对 FeO-MnO 二组分体系,已知F eO和MnO的熔点-|||-分别为1370℃和1785℃,在1430℃、分别含有30 %和60%的MnO-|||-(质量)的二固体溶液相发生转熔变化,其平衡的液相组成为15%-|||-的MnO。在1200℃时,二固熔体的组成为26%和64%的MnO,-|||-试依据上述数据-|||-(1)绘制 FeO-MnO 二元相图;-|||-(2)指出各相平衡区的相态;-|||-(3)画出28%MnO的二组分系由1600℃缓慢冷却至1200℃的步-|||-冷曲线和路径的相变化。

题目解答
答案

解析
本题主要考察二元相图的绘制及分析,涉及相平衡、步冷曲线等知识,具体思路如下:
(1)绘制FeO-MnO二元相图
二元相图的关键是确定相区边界(液相线、固相线)及特殊点(如熔点、转熔点):
- 熔点数据:FeO(MnO=0%)熔点1370℃,MnO(MnO=100%)熔点1785℃,据此确定液相线上的两点A(0%,1370℃)和B(100%,1785℃)。
- 转熔变化:1430℃时,含30%MnO的固溶体α、含60%MnO的固溶体β与含15%MnO的液相L平衡(转熔反应:L+β→α或α→L+β),对应相图中的转熔点C(15%MnO,1430℃)、D(60%MnO,1430℃)及液相点C(15%MnO,1430℃)。
- 固溶体组成:1200℃时,固溶体α含26%MnO、β含64%MnO,连接得固相线:α相区边界为A-E(E:26%MnO,1200℃),β相区边界为B-F(F:64%MnO,1200℃),液相线为A-C-D-B(C:15%MnO,1430℃;D:60%MnO,1430℃)。
(2)各相平衡区的相态
根据相图,相区相态如下:
- 液相区(L):液相线以上区域(如1600℃时的熔体)。
- 液相+固溶体α区(L+α):液相线A-C与固相线A-E之间(如CED线以下、AC线以上)。
- 液相+固溶体β区(L+β):液相线C-D与固相线B-F之间(如CED线以下、BD线以上)。
- 固溶体α单相区(α):固相线A-E以下(如AC区)。
- 固溶体β单相区(β):固相线B-F以上(如BD区)。
- 固溶体α+β两相区(α+β):固相线A-E与B-F之间(如EF区)。
(3)28%MnO体系的步冷曲线与相变化
28%MnO组成位于α+β两相区与L+α区之间,冷却过程如下:
- 1600℃→1430℃(CED线以上):液相(L),均匀(冷却),无固相析出。
- 1430℃(CED线):开始析出固溶体α,相态为L+α,继续冷却析出α增多,液相减少。
- 1430℃→1200℃(CED线以下):液相消失,进入α+β两相区,相态为α+β,冷却至1200℃时,α含26%MnO、β含64%MnO,两相共存。
步冷曲线特征:1430℃出现平台(L→L+α相变),随后继续降温,无其他平台(液相完全消失后为固相混合)。