题目

10.题10附图(a)是 (O)_(2)-(Al)_(2)(O)_(3) 系统在高温区间的相图,本相图在耐火-|||-材料工业上具有重要意义,在高温下,Si O2有白硅石和鳞石英两种变体,AB是-|||-这两种变体的转晶线,AB线之上为白硅石,之下为鳞石英。-|||-(1)指出各相区有哪些相组成;-|||-(2)图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存;-|||-(3)画出从x,y,z点冷却的步冷曲线。(莫莱石的组成为2 Al2O3·3SiO2)-|||-2000 x y z-|||-i H-|||-1-|||-E. 6 1-|||-1-|||-F-|||-G 3 7-|||-C D-|||-2 √-|||-4-|||-A B-|||-1-|||-1400-|||-SiO2(A) 莫菜石(N) Al2O3(B)-|||-(a)-|||-x y 2 x y z-|||-2000 1 H-|||-一-- 一-|||-E. E. -------一-|||-1 _---一-|||-答 C-|||-G J D ---|||-B-|||-A-|||-1400 K M →(F)f(N)----|||-SiO2 莫菜石Al2O3-|||-(刚玉)

题目解答

答案

解析

考查要点：本题主要考查Al₂O₃-SiO₂系统的二元相图分析能力，包括相区组成判断、相平衡关系及步冷曲线绘制。
解题核心思路：

  1. 相区组成：根据相图中液相线、固相线及转晶线的位置，结合相区标注，判断各区域的相组成。
  2. 相平衡线：水平线代表三相平衡，需结合相图中三相区的连接关系确定共存相。
  3. 步冷曲线：根据冷却路径经过的相区变化，绘制温度-时间曲线，体现相变过程。
    破题关键：
  • 莫莱石为不稳定化合物，仅存在于特定三相平衡区。
  • 转晶线AB区分白硅石（之上）与鳞石英（之下）。

(1) 各相区组成

  1. 区域1：位于液相线以上，仅含液相(L)。
  2. 区域2：液相线与转晶线AB之间，共存SiO₂（白硅石）+液相(L)。
  3. 区域3：转晶线AB与莫莱石顶点之间，仅含莫莱石(N)（不稳定化合物）。
  4. 区域4：莫莱石顶点与SiO₂固相线之间，共存莫莱石(N)+SiO₂（白硅石）。
  5. 区域5：转晶线AB之下，共存莫莱石(N)+SiO₂（鳞石英）。
  6. 区域6：Al₂O₃固相线附近，共存Al₂O₃+液相(L)。
  7. 区域7：莫莱石顶点与Al₂O₃固相线之间，共存莫莱石(N)+Al₂O₃。

(2) 三条水平线的相平衡

  • EF线：连接液相(L)、莫莱石(N)、Al₂O₃，三相共存。
  • CD线：连接莫莱石(N)、SiO₂（白硅石）、SiO₂（鳞石英），三相共存。
  • AB线：连接莫莱石(N)、SiO₂（白硅石）、SiO₂（鳞石英），三相共存。

(3) 步冷曲线绘制

  • x点：冷却时经历液相→莫莱石析出→两相共存→完全固化，曲线呈“平台+斜线”。
  • y点：冷却时直接进入莫莱石与SiO₂共存区，曲线斜率变化。
  • z点：冷却时经历液相→Al₂O₃析出→两相共存→完全固化，曲线与x点类似。