相与相变

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相可定义如下:“相是系统中均匀的与其他部分有界面分开的部分。”所谓均匀的，是指这部分的成分和性质从给定范围或宏观来说是相同的，或是以一种连续的方式变化，也就是没有突然的变化。一个多相系统是不均匀的，在相界处有物理性质或化学性质或两者兼有突变。例如,在一个包含有冰和水的两相系统中，其物理性质在相界面处有突然变化。又如，图13所示的球墨铸铁的显微组织，图中(a)是铁素体基体的二相图，黑色为碳的相。(b)图却有三个相，比(a)图多了珠光体--铁素体和渗碳体的混合相（图中无规则黑色部分）。这些图形明显地给出了不同相间的分界面。

在一定条件下，物质不同相之间的相互转变叫做相变。如果系统中各相经历很长时间而不互相转化，则是处于平衡状态。实际上相平衡是一种动态平衡，从系统内部来看，分子或原子仍在相界处不停地转换，只不过同一时间内各相之间的转化速度相同。

相变是有序和无序两种倾向相互竞争的结果。相互作用是有序的起因，热运动是无序的来源。在缓慢降温的过程中，每当温度降低到一定程度，以致热运动不再能破坏某种特定相互作用造成的有序时，就可能出现新相。以铜镍二元合金为例(如图14)：合金从液态开始缓慢冷却，当温度降到液相线（1点）时，结晶开始。此时结晶出来的极少量固相成分为，液相的成分基本未变。随着温度降低固相逐渐增多，液相不断减少。液相的成分沿液相线变化，周期的成分沿固相线变化。

以系统的状态参量为变量建立坐标系，其中的点代表系统的一个平衡状态，叫做相点，这样的图叫相图。图15是常用的与热现象有关的 p-T 相图。图中曲线由相平衡点连接而成：OA是气固平衡线，AB是液固平衡线，AC是气液平衡线。这些相平衡线将 p-T 图划分为不同区域，每个区域代表一种相。三条相平衡线的交点（A）叫做三相点，在这一点，气、液、固三相可以共存。图中C为气液相变的临界点，在这一点汽化热为0，超过这一点，气态和液态的差别不复存在，物质可由P点的液相沿虚线连续地转变为Q点的气相，而不需要经过一个两相共存的不连续阶段。

图14 匀晶合金冷却过程中的组织转变		图15 一般物质的p-T相图