phase diagram是什麼意思，phase diagram的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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相圖（Phase Diagram）是描述物質在不同溫度、壓力、濃度等條件下，其熱力學平衡狀态下各相（如固相、液相、氣相）存在範圍及相互轉化關系的圖形化表示。它是物理化學、材料科學、地質學和工程學等領域的重要工具，用于預測和理解物質的相變行為。

核心要素與解讀

1. 坐标軸：
   • 橫軸：通常表示成分（Composition），例如合金中不同組元的百分比（如鐵-碳合金中的碳含量），或單一物質系統的壓力（P）。
   • 縱軸：通常表示溫度（Temperature, T）。對于單一物質系統，橫軸也可能是壓力（P），縱軸是溫度（T）。
2. 相區（Phase Fields/Regions）：
   • 圖中被線條劃分開的區域，每個區域代表在對應的溫度和成分（或壓力）條件下，系統處于熱力學平衡時穩定存在的相或相的組合。
   • 例如，在水的相圖中，有明确的“冰”（固相）、“水”（液相）、“水蒸氣”（氣相）區域，以及它們共存（如固-液共存線）的區域。
3. 相界線（Phase Boundaries/Lines）：
   • 分隔不同相區的曲線。這些線代表了相變發生的條件。
   • 常見類型：
     • 液相線（Liquidus）：在此線上方，液相是穩定的；此線表示凝固開始（冷卻時）或熔化完成（加熱時）的溫度-成分條件。
     • 固相線（Solidus）：在此線下方，固相是穩定的；此線表示凝固完成（冷卻時）或熔化開始（加熱時）的溫度-成分條件。
     • 溶解度曲線（Solvus）：表示固溶體在降溫過程中發生分解（析出第二相）或升溫過程中溶解的邊界。
     • 三相線/點：代表三個相（如固A、固B、液相）平衡共存的條件（在二元相圖中通常是一條水平線）。
4. 特征點：
   • 共晶點（Eutectic Point）：特定成分的液相在冷卻時同時結晶出兩種（或多種）固相的溫度和成分點。反應式為：$L rightarrow alpha + beta$。
   • 包晶點（Peritectic Point）：特定成分的固相與液相在冷卻時反應生成另一種固相的溫度和成分點。反應式為：$L + alpha rightarrow beta$。
   • 純組元熔點/凝固點：相圖中純物質（成分=0% 或 100%）的凝固/熔化溫度。
   • 臨界點（Critical Point）：對于氣-液相變，指氣相和液相性質變得不可區分的點（溫度和壓力）。

核心價值與應用

• 預測相組成：給定溫度和成分（或壓力），可确定系統平衡時存在的相及其相對量（利用杠杆定律計算）。
• 理解相變過程：指導材料的熱處理（如退火、淬火）、合金設計、晶體生長、礦物形成等過程，預測加熱或冷卻過程中發生的相變類型（如熔化、凝固、析出、溶解）及順序。
• 解釋材料性能：材料的許多性能（強度、硬度、導電性、磁性等）與其微觀結構（即存在的相及其形态、分布）密切相關，相圖是理解這些關系的基礎。
• 指導工藝優化：在冶金、陶瓷、半導體制造等行業，相圖是制定熔煉、鑄造、燒結、焊接等工藝參數的關鍵依據。

相圖是描繪物質熱力學平衡狀态下相的存在、穩定範圍及相互轉化規律的“地圖”，是理解和預測材料行為、優化工藝不可或缺的科學工具。

來源參考：

• 經典熱力學與相平衡理論，可參考物理化學标準教材，如 Atkins' Physical Chemistry。
• 材料科學基礎中對相圖的詳細闡述，可參考 William D. Callister Jr. 的 Materials Science and Engineering: An Introduction 或 David A. Porter 等的 Phase Transformations in Metals and Alloys。
• 美國國家标準與技術研究院（NIST）等機構維護的材料數據庫常包含精确的相圖數據（例如 NIST Materials Data Repository）。

網絡擴展資料

Phase diagram（相圖）是用于描述物質在不同條件（如溫度、壓力、成分等）下相态（如固态、液态、氣态）及其轉變關系的圖示工具。以下是詳細解釋：

1. 定義與作用

• 核心概念：相圖通過坐标軸（通常為溫度、壓力或成分）劃分不同相态的穩定區域，并标注相變條件（如熔點、沸點、臨界點等）。
• 用途：預測物質在特定條件下的相态，指導材料設計、冶金工藝、化學反應條件優化等。

2. 常見類型

• 單組分相圖（如水的相圖）
  以溫度-壓力為坐标，顯示固态（冰）、液态（水）、氣态（水蒸氣）的邊界。
  關鍵點：

  • 三相點：溫度、壓力唯一值，三種相共存（如水的三相點為0.01°C、611.657 Pa）。
  • 臨界點：液态與氣态無法區分的狀态（水的臨界點為374°C、22.1 MPa）。

• 多組分相圖（如合金相圖）
  以成分和溫度為坐标，顯示固溶體、化合物等相的存在範圍。例如，鐵碳相圖是鋼鐵熱處理的基礎。

3. 如何解讀相圖

• 區域：每個區域代表單一相或混合相的穩定條件。
• 線條：相界（如熔化曲線、汽化曲線）表示兩相共存的條件。
• 交點：如三相點或共晶點（多組分系統中特定成分的凝固點）。

4. 應用領域

• 材料科學：設計合金成分、預測材料性能。
• 地質學：研究岩漿結晶過程或礦物形成條件。
• 化學工程：優化分離工藝（如蒸餾、結晶）。

5. 示例：水的相圖

• 固态→液态：隨溫度升高或壓力降低，冰融化為水。
• 液态→氣态：在标準大氣壓（101.325 kPa）下，水在100°C沸騰。
• 升華：低壓下，冰直接轉化為水蒸氣（如冷凍幹燥技術）。

相圖是理解物質相變規律的核心工具，其具體形式因系統和研究目标而異。如需深入學習，建議參考物理化學或材料科學教材。

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