相图 相图是一种以图形方式表示在给定条件下（如温度、压力、浓度），物质系统中平衡共存相的几何图形。它描绘了系统的相态如何随这些强度变量而变化。 基本概念：相与组分 相 是指系统中物理和化学性质均匀的部分，与其他部分有明确的物理边界。例如，一块冰和其融化的水是两个相（固相和液相），即使它们由同一种物质（H₂O）组成。 组分 是指构成系统所需的最少数目的独立化学物质。例如，纯水系统是单组分系统；盐水溶液是二组分系统（H₂O和NaCl）。 单组分系统相图 对于像水或二氧化碳这样的纯物质，相图通常以压力为纵轴、温度为横轴。 相区 ：图中被曲线分隔开的区域，代表在相应的温度和压力范围内能够稳定存在的单一相，如固相区、液相区、气相区。 相界线 ：分隔不同相区的曲线，代表两个相在平衡状态下共存的条件。例如，液-气共存线（蒸发/冷凝曲线）、固-液共存线（熔化/凝固曲线）、固-气共存线（升华/凝华曲线）。 三相点 ：三条相界线的交汇点。在该点，系统的三个相（固、液、气）同时共存并达到平衡。对于水，其三相点温度为0.01°C，压力为611.657 Pa。 临界点 ：位于液-气共存线的终点。超过此点的温度和压力，液体和气体之间的区别消失，物质成为超临界流体。 二组分系统相图 对于两种物质的混合物，为了在二维平面上表示，通常固定压力（如1个大气压），以温度为纵轴、组成为横轴。常见的类型包括： 完全互溶固溶体相图 ：当两种组分在固态和液态都能以任意比例互溶时形成。图形类似于一个“透镜”状，上部为液相区，下部为固溶体区，中间为液-固两相共存区。 简单低共熔相图 ：当两种组分在液态完全互溶，但在固态几乎不互溶时形成。图形特征是两个从纯组分熔点下降的液相线，相交于一个最低点，即 低共熔点 。在该点，具有特定组成的液相将同时析出两种纯固体，形成细密的低共熔混合物。 部分互溶系统相图 ：当两种液体在某一温度范围内不能完全互溶时，会形成两个共存液相。这类相图可能包含 溶解度曲线 （双节线）和 临界溶解温度 （在此温度以上，液体完全互溶）。 杠杆规则 在二组分系统的两相区内，杠杆规则用于计算平衡共存的两相的相对数量。如果将系统的总组成点视为支点，那么每个相的量与其到支点的“距离”（在组成轴上的差值）成反比。这为定量分析相变过程中各相比例提供了工具。 相图的应用与意义 相图是理解和预测材料行为的基础工具。它在冶金学中用于设计合金的热处理工艺，在化学工程中用于指导蒸馏、结晶等分离过程，在材料科学中用于开发新型陶瓷和聚合物，在地质学中用于解释岩石的形成条件。通过相图，可以直观地判断在特定条件下系统处于何种状态，以及当条件改变时，系统将发生何种相变。