FactSage.cn - 相图

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Phase Diagram 模块是一个能够计算、画出和编辑单元、二元、三元或者多元相图的通用程序，相图坐标轴可以为 T, P, V, 组成, 活度, 化学势等各种组合。计算出的相图可以自动在 Figure 模块中作图。可以计算与画出的相图种类包括：经典的单元系温度-压力、二元系温度-组成、三元系等温等压Gibbs三角相图、多元系的二维截面，其中的坐标可以为T, P, V, 组成, 活度, 化学势等各种组合、优势区图，如Cu-Fe-Ni-S-O多元系中Pso₂ 对 Po₂作图，其中的各物相为真实溶液如冰铜、炉渣和合金等；倒易熔盐相图等。

图2和图3表示 CaO-SiO₂ 二元系温度对组成的相图计算过程。在Phase Diagram 模块中，首先在 ReactantsWindow (图2上部)输入中体系组元(CaO, SiO₂),然后在 Variables Window (图2下部)定义相图类型，其中用户选择相图种类 (Y 对 X, 或 Gibbs三角), 坐标轴类型 ( 组成, 活度或者化学势), 可能的组成变量, 相图的范围及恒定量。在 Menu Window (图 3上部)，从化合物和溶液数据库中检索出来的所有物相作为可能的产物相。对CaO-SiO₂二元系，炉渣溶液相 (FACT-SLAG) 和所有的纯固相 (包括不出现在 CaO-SiO₂相图中的) 都选择作为可能的产物在计算中考虑。通过点击 ‘Calculate’ 按钮，相图可以被实时计算与显示出来(图3下方)。计算完成后， Figure 模块中将相图作为一个动态界面，通过点击相图中的任意区域，可以自动标注结线与稳定相；也可以对相图进行后处理：增加标注线；计算并列出相图中任一点的平衡相组成及数量；编辑相图 (增加实验数据点，文字，改变颜色等）。

Variables Window 中通过灵活选择多种坐标，可以做出不同的相图。图4是经典的Cu-SO₂-O₂ 系等温优势区图。体系组元为 Cu, SO₂, O₂；坐标轴变量为 log₁₀(Pso₂) 和log_?0(Po₂) ，温度设定为恒定；相图中可能的物相为气相及固体计量化合物，其数据均来自FACT 化合物数据库。该图可以与 Predom 模块做出的相图可以互相比较。

与Predom 模块不同，, Phase Diagram 做出的优势区图能同时包括了溶液数据库中的数据。图5 表示1573K时Fe-Cr-O₂系的 log₁₀(Po₂) 对 Cr/(Cr+Fe) 相图。可能的物相包括气相和各种真实溶液取自 FACT氧化物数据和SGTE合金数据库。图6为 FeO-TiO₂-Fe 中T(C) 对 TiO₂/(FeO+TiO₂) 的 50 mol % Fe等浓度线的输入与输出，也使用了 FACT 和 SGTE 和溶液数据库。Phase Diagram 交互能力的一个例子是图7所示的平衡计算，用户选择相图编辑的phase equilibrium模式后，将鼠标指向并点击坐标为 1450ºC 和TiO2/(FeO+TiO₂) = 0.7的点，就可算出该点的平衡物相的组成及数量，这些结果与利用Equilib 模块1450ºC 和 1 atm ，反应物为0.7 TiO₂ + 0.3 FeO + excess Fe时计算出的结果相同。

图8是使用 FACT数据计算CaO–Al₂O₃–SiO₂ 系的1600ºC等温截面的 Gibbs三角相图。

计算获得的相图可以存储为图形文件 (*.fig)，通过Figure 模块进行编辑，输出为*.bmp， *.emf ， *.wmf文件。图9-15演示了联合使用 Phase Diagram, Equilib 和 Figure 模块做出相图的例子。

Fig. 1 - Phase Diagram Module

Fig. 2 - Phase Diagram Module - CaO-SiO₂ system.
Top: Components Window - entry of CaO and SiO₂,
Bottom: Variables Window - selection of T(K) and X(SiO₂) axes.

Fig. 3 - Phase Diagram Module - CaO-SiO₂ system.
Top: Menu Window - selection of the possible products.
Bottom: Figure Window - resulting binary CaO-SiO₂ phase diagram.

Fig. 4 - Phase Diagram - Cu-SO₂-O₂ system.
Top: selection of the log₁₀10(Pso₂) and log₁₀(Po₂) axes at 1000K.
Bottom: the resulting predominance area diagram.

Fig. 5 - Phase Diagram - Fe-Cr-O₂ system.
Top: selection of FACT(oxide) and SGTE(alloy) solution phases.
Bottom: resulting log10(Po₂) vs Cr/(Cr+Fe) phase diagram at 1573K.

Fig. 6 - Phase Diagram - FeO-TiO₂-Fe System.
Top: selection of the axes at constant Fe content.
Bottom: resulting T(C) vs TiO₂/(FeO+TiO₂) isopleth at 50 mol% Fe.

Fig. 7 - Phase Diagram - FeO-TiO₂-Fe system.
Example of the phase equilibrium mode calculation at the coordinates 1450ºC and TiO/(FeO+TiO₂) = 0.7.

Fig. 8 - Phase Diagram - CaO-Al₂O₃-SiO₂ system.
Top: selection of the Gibbs triangle format, axes and temperature.
Bottom: resulting CaO-Al₂O₃-SiO₂ ternary phase diagram at 1600°C (the labels have been edited).

A variety of calculated phase diagrams - some edited and enhanced via the Figure Module (labels added, etc.) – are shown in Figs 9 to 15.

Fig. 9 - Phase Diagram Module - Fe-Cr binary phase diagram: graphical output.

Fig. 10 - Phase Diagram Module - Fe-C-W system at 5 wt% W: graphical output.

Fig. 11 - Phase Diagram Module - Fe-Cr-V-C system: graphical output.

Fig. 12 - Phase Diagram - Zero Phase Fraction (ZPF) Lines.

Fig. 13 - Phase Diagram - FactSage Fe-Cr-V-C system. Mass fraction V versus mass fraction W isopleth at 0.3 wt.% C and 850°C calculated from SGTE data by Phase Diagram and editing the output in the Figure Module.

Fig. 14 - Phase Diagram - FactSage NaF-NaCl-CaF₂-CaCl₂ reciprocal system. The liquidus projection was calculated from FACT data by editing the results and ouputs from the Equilib, Phase Diagram and Figure modules.

Fig. 15 - Phase Diagram - NaCl-KCl-MgCl₂ ternary system. The liquidus projection was calculated from FACT data by editing the results and outputs and from Equilib, Phase Diagram and Figure modules.