《十二属相图》教学设计

第一篇：《十二属相图》教学设计

《十二属相图》教学设计

摘 要：语文版一年级上册《十二属相图》是一篇根据十二属相编写的儿歌。儿歌以拟人的手法，生动形象地描述了十二属相吹喇叭、踩高跷、敲锣打鼓、放烟花，欢欢喜喜过家家的情景。儿歌韵律强，充满儿童情趣。本篇教学设计体现了以下特点：多层次识字，步步到位；多目标读文，层层提高；多方面训练，提高能力；多形式引导，提高兴趣。

关键词：小学语文 教学设计 《十二属相图》

语文版一年级上册第二十三课《十二属相图》是一篇根据十二属相编写的儿歌。儿歌以拟人的手法，生动形象地描述了十二属相吹喇叭、踩高跷、敲锣打鼓、放烟花，欢欢喜喜过家家的情景。这首儿歌韵律很强，充满了儿童情趣。在语文课程标准精神的指导下，我力求更新观念，创新改革，设计了以下教学环节：

一、创设情景，导入新课

1.同学们，谁愿意告诉老师你是属什么的？（学生自由谈）你知道属相有多少种吗？（师相机板书课题）

2.今天，我们就来一起学习第二十三课《十二属相图》（生齐读课题），和属相们一起去玩过家家。谁表现得好，老师就让他带一位属相朋友回家去！

二、初读课文，读准字音，读通句子

1.自由轻声读课文，读准字音，遇到难读的字就借助拼音多读几遍。

2.再读课文，边读边画出生字词，让生字宝宝回家去。画完后，同桌互相读一读，看看有没有把哪个生字宝宝忘记了，帮他补上。

3.请小老师领读所画生字词，正音。

4.再次练习读课文，看看生字宝宝回家后，你还能把它的名字叫出来，并且把句子读通顺吗？

5.同桌组成互助组，互读互评。

6.指名读课文，其他同学当小评委，听听他读得字音是否准确，声音是否洪亮，有没有丢字加字。

7.这篇课文有几句话呢？一边读一边标出来。

8.请六位同学读六句话，读出标点符号的停顿和语气。适时评议指导。

9.师范读生跟读。

10.齐读。

11.师小结：无论什么时候读书，我们都要注意读好标点符号的停顿和语气，坚持下去，相信你们都会成为小播音员的。

12.读课文，一边读一边用“～～～”画出十二属相分别是谁。

13.指名说说十二属相都有谁，师相机贴出图片。

14.“叫名字”开火车认读生字。（将图片翻过来，出现汉字）

15.争做保护动物小使者，认领小动物，并再次领读生字。

三、看图说话，指导朗读

1.（出示文中插图）属相们要玩过家家，它们各自准备了什么节目呢？看图说一说。

2.指导按顺序把它们在干什么连起来说一说。

3.指导朗读，读出属相们的高兴劲。（学生自由练读，然后同桌互读体会。）

4.指名读，评议。

5.小组赛读。

6.带表情、动作读课文。指名读，齐读。

四、背诵课文，感悟顺序

1.看图试着背诵课文，比一比，看谁背得又快又好。（生自由背，然后齐背）

2.不看图，会背的同学站起来背诵课文。

3.（请属相们上台，手拿卡片，有字的一面面对学生）做“给属相排队”的游戏。

4.背课文检查排序结果。

五、扩展活动，延伸知识

回家后问问你的家人是属什么的，再收集一些有关属相的图片、故事，下节课来参加我们的“属相大聚会”吧！

六、多层次识字，步步到位

识字教学是小学语文低段教学中的一项非常重要的任务，第一学段的识字量为1600个左右。这么大的识字量如果不讲究方法，必然会增加学生的负担。因此，在识字教学方面一定要采取科学的教学方法，以取得事半功倍之效。本课教学我采用分层次、多复现式随文识字。在初读课文时，我首先让学生将生字圈出，给生字宝宝找家。再通过学生领读巩固生字读音；接下来让他们把生字词放在文中的句子中去读，让他们在读中识字，在识字中读，强化记忆；然后通过“叫名字”“认领小动物”两项小游戏再次激发他们的兴趣，巩固字音；最后，在下课前，通过给属相排队这项练习，再次检查巩固生字读音。课堂中，以多种形式复现生字，有层次有梯度地让学生反复和生字见面，识记的效果比较好。

七、多目标读文，层层提高

小学生的朗读水平是其语文素养的重要组成部分，必须在常规教学中强化朗读能力的基础训练，逐步提高学生的朗读水平。在本课教学中，我首先让学生读得“入格”，即朗读要正确流利，达到最基本的要求，其训练重点是正确发音。课堂初始，我让学生借助拼音把每个字的字音读准。接下来让他们认真读每一句话，把句子读通顺了，同时体会不同的标点符号所表示的停顿和语气，读得“入情”。在正确流利地朗读基础上，要进一步提高朗读的质量，就要求学生读得“入境”。为了让学生更投入地去读，我让他们借助书中的插图，通过画面启发学生清晰地想象课文中描写的情节和形象，使他们仿佛身临其境，这样在朗读时就能自然读出合适的语调。在一步步由浅入深的朗读过程中，学生的心与教材越来越贴近，直至完全相融，学生已经不是在读，而是在用整个心灵感受、表达。

八、多方面训练，提高能力

语文课程的基本理念之一就是全面提高学生的语文素养，其中“正确地理解和运用祖国语言文字”是极为重要的。它可以涵盖听、说、读、写诸方面，也是学生终生发展的需要。教?W时，我通过让学生圈画生字词，标出有几句话，用～～～画出属相名字这几个环节，教给他们学习方法，培养他们“不动笔墨不读书”的好习惯；同时通过观察文中插图，培养他们的观察能力；在说图意的过程中也训练了他们的语言表达能力、想象力。最后一个环节是让他们收集有关属相的图片、故事，此举也有利于学生课外学习习惯的养成和学习能力的提高。

九、多形式引导，提高兴趣

兴趣是最好的老师，有了兴趣，学生就有了学习的热情，就会变被动为主动，变无心为有心。在游戏中激发他们的思维，是他们最愿意接受的。教学时，我就设计了“让生字宝宝回家”“争做保护动物小使者”“认领小动物”和“给属相排队”等教学环节。这些都是学生喜闻乐见的活动，让学生在如此平等、愉悦的情感状态中学习，可谓其乐无穷。有了这些情境的创设、引导，学生的注意力马上能集中起来，对学习充满兴趣，就能更好地参与到学习活动中来，取得意想不到的效果。

第二篇：材料设计与热力学相图计算

哈尔滨工业大学材料热力学论文 ——相图计算及其在材料设计中的应用

指导老师：郑 明 毅 学生：孙 永 根 学号：11S109048

相图计算及其在材料设计中的应用

摘要

本文首先介绍了材料设计所遇到的困难以及CALPHAD技术的出现及应用。CALPHAD技术综合利用计算热力学、动力学模拟及实验数据规范评估来优化材料的成分、相(含亚稳相)组成、组织结构及加工处理过程，进而改善材料性能，是二十世纪八十年代出现了计算材料学这一新学科的重要组成部分。

本文分别简要介绍了计算相图（CALPHAD技术）在ZA52-xY镁合金的合金设计及建立Mg-Ca-Ce三元体系热力学系统中的应用，凸显了CALPHAD技术在计算多元体系相图中的优势。材料设计与热力学相图计算

1.1 材料设计的途径及CALPHAD技术

在以往的材料开发上，通常采用“试错法”来实现，即材料开发人员通过大量的实验和经验来选择材料的成分、稳定工艺参数。这样即消耗了大量的人力和物力，又不利于系统地探讨材料改性的机理。

材料科学研究面临的突出问题可以归结到两个方面：(1)由于研究对象的复杂性，现有理论模型无法突破局限性，对一些错综复杂问题的处理难以令人满意；(2)虽然新的实验技术、仪器和设备不断涌现，在一定范围内为实验研究提供了新的途径，但大都极为昂贵。材料制备中一个不容忽视的问题是：我们对具有一定组织和性能的多组元或多相材料的成分缺乏可预见性。相图常常作为确定材料制各工艺路线(包括成分配比、合成和处理)的唯一依据。但是，对于多元、多相新兴材料，绝大多数情况下只能找到其构成元素间的二元相图，而三元和三元以上的多元相图非常有限。因此，对多组元合金制备时成分的确定相当缺乏理论指导，而试验尝试的方法盲目性较大，又非常耗时耗力。

由上述可见，传统的材料研究方法存在不少局限性。对于新材料研制，单纯依靠理论研究和实验尝试都不能保证科学性和高效性。

随着近一个世纪合金理论的积累和几十年来计算机技术的迅速发展，20世纪60年代相计算(PHACOMP)技术在Ni基高温合金成分设计上的成功应用揭开了合金设计的序幕。虽然那仍是一种依赖于经验的相平衡成分计算，至少让材料学家体会到相平衡信息对于合金设计是多么的重要；70年代出现的CALPHAD技术已经是在追求利用普遍适应性的热力学模型获得多元体系中所有物相(包括亚稳相)的特征函数，再通过严格的热力学理论，得到多元体系的所有物相的热力学性质，使材料设计由经验设计向科学设计转变。

CALPHAD技术综合利用计算热力学、动力学模拟及实验数据规范评估来优化材料的成分、相(含亚稳相)组成、组织结构及加工处理过程，进而改善材料性能，是二十世纪八十年代出现了计算材料学这一新学科的重要组成部分。CALPHAD技术利用实验测定的相平衡信息和热化学数据，对相关研究体系进行严格的热力学优化，获得体系中包括亚稳相在内所有物相的热力学特征函数(通常为Gibbs自由焓)，虽然它仍依赖于由实验获得低元体系的数据参数，但可以说，多元体系的所有热化学性质尤其是相转变驱动力、相转变所需克服的势垒及亚稳相关系的获得过程已经达到了真正意义上的理性阶段。人们对实验测定相关系在新材料研发特别是材料设计上的重要性是有足够认识的，但只有在通过CALPHAD技术来获得所有热化学性质之后，相图测定和相平衡研究才真正成为了材料设计的一部分。

目前，材料设计领域富有挑战性的课题就是如何在不同层次一材料的成分设计、显微结构、性能和制备工艺之间搭桥，从而达到从材料微观结构到宏观性能的预测和设计。

1.2 CALPHAD技术（相图计算）的必要性及热力学相图的应用

相图表示在一定温度、压力、成分等参量为坐标的相空间中，处于热力学平衡状态的物质系统中平衡相间关系的图形，又称为平衡图、组成图或状态图。最为常见的相图是T-X，还有T、P、X、G、H、S、Cp等热力学量的属性相图。相图内的每一点都反映一定的条件下，某一成分的材料在平衡状态下的相组成及平衡属性。相图的突出优点是整体性和直观性，它能准确地说明各相所存在的范围和相变发生的条件。相图所研究的性质是描述状态的热力学强度量，它可以是熔点、沸点、蒸汽压、比热等。材料科学是一门综合性的科学，材料设计更是离不开相关学科。相图的获取过程也是现代科学技术的集成。实验测定相图离不开x射线、电镜、扩散偶技术的发展，计算相图得益于统计物理、量子理论和计算科学等学科的长足进步。相图作为信息库，收集整理各学科的数据，并总结规律性的结论，从而大大提高材料设计的起点。

迄今为止，合金相图通常是通过实验方法得到的，常用测定相图的方法有：1)静态法；2)动态法：包括热分析、差热分析、热量法、高温显微镜与高温x射线测量技术；3)电化学测量、蒸汽压测量等方法。

但是单纯依靠实验去获得合金相图有相当的局限性，实验方法的困难在于：1)原料的纯度；2)实验设备与试验的精确度；3)各研究体系本身的相变特征和人为的主观因素。在原子扩散困难的低温范围内，很难达到相平衡，因而单靠实验结果绘制出的相图是不够精确的。另一方面，当温度超过1400℃以上时，某些实验装置和测试器械如铂铑热电偶及石英管等已不能可靠地使用，温度的控制与炉气的调整也比较困难，这时对于测得数据的精度也有影响。再者，实验通常是以50℃为间隔的，然后再将各实验点连接起来，对于实验达不到的区域，只能用外推或内延法解决，所以相图上各线条的准确性也受到一定程度的影响。用这些实验来测量相图是一个花费很多时间、耗费大量人力物力的过程，尤其是在测定多元系统时更为明显，对菜些高温相图更是难以测定。同时，实际物质体系的相转变过程，很多情况下是依据其亚稳定状态存在或依亚稳定状态转变的，实验测定的平衡相图无法预报亚稳定态。所以从理论上计算相图是非常有必要的。

应用相图就是为了解决实际问题，包括解释已有的实验现象，并预测未知领域的情况。在材料工程中有重要意义，可表现在以下几个方面：

(1)将相图和合金体系中各相的热力学参数作为重要依据来研制、开发新材料。(2)利用相图制订材料生产和处理工艺。

(3)利用相图分析平衡态的组织和推断非平衡态可能的组织变化。(4)利用相图与性能关系预测材料性能．。(5)利用相图进行材料生产过程中的故障分析 所以用理论的方法，利用已有的热力学数据通过理论的数学或物理模型来发展计算相图显得尤为重要。通过计算相图可以节省大量的人力物力，避免了周期长、人为误差较大，研制方式耗时耗材的缺点。相图计算在材料设计与制备中的应用

2.1 ZA52-xY 镁合金的相图热力学计算与合金成分设计

图1是用Pandat相平衡热力学计算软件计算的固定Zn的质量百分含量为5%，Al的质量百分含量为2%，Y的质量百分含量为0% ~ 10% 的ZA52-xY四元合金系的垂直截面图。从图中可以看出，该系合金富镁区的垂直截面由2个两相区、3个三相区和1个四相区组成。通过热力学计算软件的计算结果分析,可知相图中的C15代表多种Mg-Al-Y 相的混合，PH1 代表多种Mg-Al-Y相的混合。同时，随着温度的降低，Y元素在α-Mg固溶体中的溶解度有很大幅度的下，并且经过时效处理后从α-Mg 固溶体中连续析出高温稳定的Al-Y 相，可以通过A-l Y 相的析出来提高该合金的性能。文中通过计算相图，在三相区和四相区之间选取合金成分，因此，设计了3种Y含量不同的ZA52-xY 合金，Y的质量百分含量分别为0%，0.5%和1.0%，进而研究Y元素对ZA52合金显微组织和力学性能的影响。

图1

ZA52-xY 镁合金系的垂直截面相图

2.2 应用CALPHAD技术和第一性原理建立Mg-Ca-Ce三元体系热力学系统

Ca和Ce是应用于镁合金中的两个重要的合金元素。它们有助于改进镁合金在较高温度下的抗蠕变性能和强度。通过了解Ca和Ce对镁合金相稳定性的影响，从而可以建立一个完整的Mg-Ca-Ce体系的热力学系统。

在由三个组元组成的二元系统和三元系统中目前只建立了Ca-Mg和Ce-Mg体系，同时Ce-Mg体系并不让人满意。特别需要指出的是，化合物Ce-Mg的生成焓并不能与试验值吻合良好，而且预测和实验所得的fcc到bcc阶段的溶解度变化也有巨大的差异。现在并没有Ca-Ce热力学描述系统。现在的工作利用CALPHAD方法结合可用的实验数据和第一性原理计算方法可以建立Ca-Ce二元体系热力学系统。Ce-Mg二元相热力学系统通过CALPHAD方法加入一些附加的实验数据也可以得到改进。通过集合CA-Ce体系和Ce-Mg体系及目前实验可以获得的Ca-Mg体系的相关数据我们可以获得Mg-Ca-Ce三元系统的热力学描述。

体心立方的Ca-Ce固溶体的混合焓可以通过密度泛函理论计算获得。建立在有序结构基础上的第一性原理不能有效的应用于无序固溶阶段。目前，这种无序结构可以通过SQS进行模拟。SQS的概念首先被Zunger等人提出，为的是解决面心立方的问题。江等人和Shin等人应用SQS的方法分别建立了体心立方和密排立方结构。现在我们建立了采用16原子SQS模型来模拟Ce的摩尔分数分别为0.25、0.50和0.75三种组成的Ca-Ce体心立方固溶体方案。

我们采用GGA和应用于VASP的PAW技术。为了获得GGA相互作用能，我们使用了GGA-PW91参数化。使用可中断的390电子伏特恒定能量。由于体心立方的结构失稳其警报体积是不能确定的。Monkhorst-Pack方案与Brillouin-zone方案被结合使用。选用18×18×18 k-point的纯Ca和Ce、8×8×6 k-point的Ca0.25Ce0.75和Ca0.75Ce0.25体心立方结构和6×6×10k-point的Ca0.50Ce0.50三种方案。设置k-point大约每个相互作用的原子间为5000 k-point。对于Ca一般显四价，而对于Ce其价态比较复杂。此外，对于bcc方案要不要考虑磁的贡献进行了很多的实验，结果表明考虑磁的贡献是必要的。结合实验数据利用SQS法计算的体心立方的能量如表1所示，考虑磁贡献的混合焓如图2所示。

表1 体心立方混合焓

图2 298K下Ca-Ce体系高浓度Ce的体心立方结构的混合焓

比较试验数据获得的Ca-Ce体系计算相图如图3，比较以前的相图和实验数据可得Ca-Mg体系的生成焓（图4）。

图3 Ca-Ce体系计算相图

图4 Ca-Mg体系的生成焓

通过测试高压条件下不同Ce含量的Ce-Mg合金系，并将结果与以前的相图比较，结合实验数据利用第一性原理和相图计算获得Ce-Mg体系完整的热力学计算相图（图5）。由实验数据可以得到Ca-Mg计算相图（图6）。图7显示了综合计算所得液固凝固时的Mg-Ca-Ce三元体系成分液相线相图。

图5 Ce-Mg热力学计算相图

图6 Ca-Mg热力学计算相图

图7 Mg-Ca-Ce三元体系成分液相线相图 结论

通过对计算相图相关文献的了解，充分体会到CALPHAD技术在建立多元体系热力学相图过程中的重要性。查阅一些较超前的文章后也深刻地意识到计算相图在计算材料科学尤其是材料（合金等）设计中的巨大发展潜力。

参考文献：

1.Hui Zhang et al , Thermodynamic modeling of Mg–Ca–Ce system by combining first-principles and CALPHAD method , Journal of Alloys and Compounds 463(2008)294–301 2.In-Ho Jung , Jina Kim , Thermodynamic modeling of the Mg–Ge–Si, Mg–Ge–Sn, Mg–Pb–Si and Mg–Pb–Sn systems , Journal of Alloys and Compounds 494(2010)137–147 3.Dae Hoon Kang, In-Ho Jung , Critical thermodynamic evaluation and optimization of the Ag–Zr, Cu–Zr and Ag–Cu–Zr systems and its applications to amorphous Cu–Zr–Ag alloys , Intermetallics 18(2010)815–833 4.李建平等，ZA52-xY合金相图计算及在合金设计中的应用，《西安工业大学学报》，2009（2）134-137

第三篇：十二属相中的词语、成语和俗语——兔

十二属相中的词语、成语和俗语——兔

兔月：月亮的别名。

玉兔：传说月宫中的仙兔。亦指月亮，事指美如仙兔者。

金兔：指银色的月亮。兔目：指槐树的新叶。比喻其初生之形。兔角：兔不生角，用以比喻不可能的事。兔宫：指月宫。兔阙：月宫的别名。兔轮：月亮的别称，借兔辉：月光。兔影：借掼月亮中的阴影。兔魄：月亮的又一别名。兔华：明亮的月亮。兔唇：形容嘴唇裂开之形。兔罟：捕兔的网。兔缺：指兔子上唇裂开的样子。兔径：曲径小路。兔脱：兔行迅速，比喻像兔子一样逃脱。兔毫：一指兔毛。又借指用兔毛制成的笔。兔楮：掼笔和纸。兔简：笔和纸，也指文章。

“兔”指月，比喻月如圆轮。

兔丝：即菟丝，藤生植物；过去借以喻指妻子。飞菟：比喻骏马。

兔窟：兔子巢居之处。比喻藏身或隐居的地方。又指月亮。

兔管：物笔的别名。

兔颖：也指毛笔。

兔药：因传说“玉兔”在朋宫捣药而指仙药。

兔头：比喻敢死队。

兔儿爷：指月中玉兔。或指一种兔首人身的玩具。

玉兔毫：以兔毛比喻月亮的光芒。或指毛笔。兔起乌沉：比喻月出日落。

兔毛大伯：形容土财主。

守株待兔：比喻坐等意外收获。也指单凭狭隘经验。兔死狐悲：借兔子的死引起狐狸悲伤，比喻物伤其类。兔死犬饥：比喻捕获对象捉住后，走狗不再重用，无以为生。

兔起鹘落：鹘，猛禽，雕鹰之类。兔子跳起来，鹘鸟立即扑下去。比喻动作敏捷。也借喻艺术创作构思迅速。

兔葵燕麦：形容杂草丛生的荒凉景象。

兔角牛翼：错指不合情理之事。

龟毛兔角：比喻实际不可能有的事。

见兔放鹰：看见兔子，立刻放出猎鹰追捕。比喻看准时机，迅速行动。

狡兔三窟：机警的兔子有三个藏身之洞。比喻有多处避祸藏身之地。

动如脱兔：形容动作十分第敏捷。

兔起凫举：凫：野鸭。像兔子奔跑，像野鸭飞起。形容行动快速。

兔丝燕麦：兔丝子(植物名)有丝的名称但不能织，燕麦有麦的名称但不能吃。拽有名无实。

兔死狗烹：兔子被捕杀后，猎狗也就被煮食了。比喻事情成功后，有功的被杀害。多指统治者杀害功臣。兔走乌飞：兔：传说月亮里有玉兔。乌：传说中太阳里的金乌。比喻日月运行，光阴飞逝。

见兔顾犬：看到了野兔才回头唤狗去追捕。比喻事情虽紧急，但如及时想办法还来得及。

玉兔银蟾：古代传说月宫中有玉兔和蟾蜍，故用“玉兔银蟾”指明净的月亮。

第四篇：Fe-C相图与非平衡相转变总结

Fe-C相图与非平衡相转变总结

钢通常被定义为一种铁和碳的合金，其中碳含量在几个ppm到2.11wt%之间。其它的合金元素在低合金钢中可总计达5wt%,在高合金钢例如工具钢，不锈钢（>10.5%）和耐热CrNi钢（>18%）合金元素含量甚至更高。钢可以展现出一系列的性能，这些性能依据于钢的组成，相状态和微观组成结构，而这些又取决于钢的热处理。

Fe-C相图 理解钢的热处理的基础是Fe-C相图（图一）。

图一实际上有两个图：（1）稳定态Fe-C图（点划线），（2）亚稳态Fe-Fe3C图。由于稳态需要很长时间才能达到，特别是在低温和低碳情况下，亚稳态往往引起人们更多的兴趣。Fe-C相图告诉我们，在不同碳含量的组成和温度下，达稳态平衡或亚稳态平衡时哪些相会生成。

我们区别了a-铁素体和奥氏体，a-铁素体在727°C（1341°F）时最多溶解0.028%C，奥氏体在1148°C（2098°F）可溶解2.11wt%C。在碳多的一侧我们发现了渗碳体（Fe3C），另外，除了高合金钢之外，高温下存在的a-铁素体引起我们较少的兴趣。

在单相区之间存在着两相混合区，例如铁素体和渗碳体，奥氏体 和渗碳体，铁素体和奥氏体。在最高温下，液相区可被发现，在液相区以下有两相区域液态奥氏体，液态渗碳体和液态铁素体。在钢的热处理中，我们总是避免液相的生成。我们给单相区一些重要的边界特殊的名字：（1）A1，低共熔温度，是奥氏体生成的最低温度；（2）A3，奥氏体区域的低温低碳边界，也即r/(r+a)边界；（3）Acm,奥氏体区域的高碳边界，也即r/(r+Fe3C)边界。

低共熔温度碳含量是指在奥氏体生成的最低温度时的碳含量（0.77wt%C）。铁素体-渗碳体混合相在冷却形成时有一个特殊的外貌，被称为珠光体，可作为微观结构实体或微观组成物来进行处理。珠光体是一种a-铁素体和渗碳体薄片的混合物，渗碳体薄片又退化为渗碳体颗粒散步在一个铁素体基质中，散步过程发生在铁素体基质扩散接近A1边界之后。

Fe-C相图源于实验。但是，热力学原理和现代热力学的数据的相关知识可以为我们提供关于相图的精确计算。当相图边界不得不被推测和低温下实验平衡很慢达到时，这种计算特别有用。如果合金元素加入Fe-C相图，A1,A3,Acm边界的位置和低共熔组成的位置会变化。值得一提的是，所有重要的合金元素降低了低共熔碳含量。奥氏体的稳定元素锰，镍降低了A3，铁素体稳定元素铬，硅，钼和钨增加A3。平衡相图不能说明的相变动力学过程与亚稳态相，必须用非稳态相转变图来描述。各种相转变图

在钢的热处理中，相变的动力学因素与平衡图表同样重要。对于 钢的性能特别重要的亚稳相马氏体和形态上亚稳态的微观组成物贝氏体，可以在相对急速冷却至环境温度时产生。这时碳和合金杂质的扩散受抑制或者限制在极小范围内。

贝氏体是一种低共熔组成物，是铁素体和渗碳体的混合物。最硬的组成物马氏体，在极度饱和的奥氏体快速冷却时通过完全转化形成，当碳含量增加至大约0.7wt%时，马氏体的硬度增加。如果这些不稳定的亚稳态产物接下来加热至一个适度的高温，它们分解为更稳定的铁素体和碳化物。这种重新加热的过程有时被称为回火或退火。钢加热奥氏体化是热处理的前提。环境温度下铁素体-珠光体或镇定马氏体的结构到高温下奥氏体或奥氏体-碳化物的结构转变对于钢的热处理同样重要。

钢的热处理涉及的四种相转变条件

我们可以利用相图方便地描述出在相变时发生了什么。四种不同的图可以被区别，它们是：（1）加热过程的奥氏体的等温转变，奥氏体化；（2）冷却过程奥氏体的等温转变，奥氏体的分解；（3）连续加热过程的奥氏体化；（4）连续冷却过程的奥氏体的分解。加热过程的奥氏体化

这种图展现了当钢在恒温时维持很长一段时间时所呈现的状态。通过维持一些小样品在铅或盐浴中并在依次增加维持时间后每次冷却一个样品，之后在显微镜下观察在微观结构中生成的相的数量可以了解微观结构随时间的变化。共析钢加热过程的奥氏体化

在奥氏体的转变中，先从原始的铁素体和珠光体或镇定马氏体转变为较为紧密的奥氏体，这种转变中体积减小。在延长的曲线中，奥氏体形成的开始和结束时间通常被分别定义为转变进行至1%和99%时。

ITh diagrams

冷却过程奥氏体的等温转变，奥氏体的分解，TTT DIAGRAMS 这个过程在高温下开始，通常是在维持长时间获得均一的奥氏体而没有不溶解的碳化物后在奥氏体范围内发生，这之后又通过快速冷却至理想温度。A3边界上没有转变可以发生，在A1边界到A3边界之间只有铁素体可以通过奥氏体形成。连续加热过程的奥氏体化，CRT DIAGRAMS

在实际热处理情况下，恒温不要求，但要求在冷却或加热时有一个连续变化的温度。因此，如果相图使用的连续增加或减小的温度建立在膨胀计数据之上，我们可以获得更多的实用信息。如同ITH图，CRT图在预测发生在感应和之后的变硬过程中的短期奥氏体化的效果很有用。一个典型的问题是在一个规定的加热速率下，达到完全的奥氏体化最大的表面温度有多高。当温度太高时，可引起我们不希望的奥氏体晶粒成长，这些又会导致一个更易破碎的马氏体的微观结构。连续冷却过程的奥氏体的分解，CCT DIAGRAMS

对于加热的图表，清晰地阐述转变图来源于哪种冷却曲线是很重要的。在实验操作中使用一个恒定的冷却速率是很平常的，但是，这种现象在实验状况下很少发生。我们也可以根据牛顿冷却定律找出所谓的自然冷却曲线，这些曲线模拟了大范围内部的行为，例如，在特殊条带上距冷却端一段距离的冷却速率。接近条纹样本的表面冷却速率的特征非常复杂。每一个CCT图包含了一系列在圆柱样本不同深度的冷却速率曲线。最慢的冷却速率曲线代表了圆柱的中心。冷却介质越不均匀，C形状曲线需要越长时间去改变，但M温度不受影响。

但是值得注意的是，这种转变图不能用于预言那些不同于构建图表的热学历史的反应。例如，在Ms之上第一次冷却从急速到缓慢而后重新加热至高温是一个很快的转变，这种转变快于在TTT图表上所显示的因为在开始的冷却中成核过程大大加速。同样值得注意的是转变图对于在一定允许组成范围内精确的合金含量是十分敏感的。

冶金064班学习小组：赖晓寒同学整理完成

第五篇：乙醇环己烷气液平衡相图绘制实验报告

环己烷－乙醇 双液系气液平衡相图得绘制

姓名:

学号:

班级:

同组:

成绩 一、实验目得

1.测定常压下环己烷－乙醇二元系统得气液平衡数据,绘制沸点－组成相图。

2.掌握双组分沸点得测定方法,通过实验进一步理解分馏原理。

3.掌握阿贝折射仪得使用方法。

二、实验原理

恒定压力下,真实得完全互溶双液系得气－液平衡相图(T－x),根据体系对拉乌尔定律得偏差情况,可分为 3 类:(1)一般偏差:混合物得沸点介于两种纯组分之间,如甲苯－苯体系,如图 1(a)所示。

(2)最大负偏差:存在一个最小蒸汽压值,比两个纯液体得蒸汽压都小,混合物存在着最高沸点,如盐酸—水体系,如图 2、7(b)所示。

(3)最大正偏差:存在一个最大蒸汽压值,比两个纯液体得蒸汽压都大,混合物存在着最低沸点如图 2、7(c))所示。

图 1 二组分真实液态混合物气—液平衡相图(Tx 图)

本实验以环己烷－乙醇为体系,该体系属于上述第三种类型,在沸点仪(如图2、8)中蒸馏不同组成得混合物,测定其沸点及相应得气、液二相得组成,即可作出 T－x 相图。

本实验中两相得成分分析均采用折光率法测定。

t At At At Bt Bt Bt / o Ct / o Ct / o Cx B x B x B A BAABB(a)(b)(c)x “x ”

折光率就是物质得一个特征数值,它与物质得浓度及温度有关,因此在测量物质得折光率时要求温度恒定。溶液得浓度不同、组成不同,折光率也不同。因此可先配制一系列已知组成得溶液,在恒定温度下测其折光率,作出折光率－组成工作曲线,便可通过测折光率得大小在工作曲线上找出未知溶液得组成。

三、仪器与试剂

沸点仪,阿贝折射仪,调压变压器,超级恒温水浴,温度测定仪,长短取样管。环己烷物质得量分数 x 环己烷 为 0、0、2、0、4、0、6、0、8、1、0 得环己烷－乙醇标准溶液,已知 101、325kPa 下,纯环己烷得沸点为 80、7℃,乙醇得沸点为 78、4℃。25℃时,纯环己烷得折光率为 1、4264,乙醇得折光率为 1、3593。

四、实验步骤

1.环己烷－乙醇溶液折光率与组成工作曲线得测定(略)2、无水乙醇沸点得测定

将干燥得沸点仪安装好。从侧管加入约 20mL 无水乙醇于蒸馏瓶内,并使温度计浸入液体内。冷凝管接通冷凝水。将液体加热至缓慢沸腾。液体沸腾后,待测温温度计得读数稳定后应再维持 3～5 min 以使体系达到平衡。在这过程中,不时将小球中凝聚得液体倾入烧瓶。记下温度计得读数,即为无水乙醇得沸点,同时记录大气压力。

3、环己烷沸点得测定(略)4、测定系列浓度待测溶液得沸点与折光率 同2步操作,从侧管加入约20mL预先配制好得1号环己烷－乙醇溶液于蒸馏瓶内,将液体加热至缓慢沸腾。因最初在冷凝管下端内得液体不能代表平衡气相得组成,为加速达到平衡,须连同支架一起倾斜蒸馏瓶,使槽中气相冷凝液倾回蒸馏瓶内,重复三次(注意:加热时间不宜太长,以免物质挥发),待温度稳定后,记下温度计得读数,即为溶液得沸点。

切断电源,停止加热,分别用吸管从小槽中取出气相冷凝液、从侧管处吸出少许液相混液,迅速测定各自得折光率。剩余溶液倒入回收瓶。

按 1 号溶液得操作,依次测定 2、3、4、5、6、7、8 号溶液得沸点与气－液平衡时得气,液相折光率。

五、数据处理

阿贝折射仪温度:

o C

大气压:

kPa 环己烷沸点:

o C

无水乙醇沸点:

o C 1、环己烷－乙醇混与液测定数据 如下 : 混与液编号 沸点/℃ 液相分析 气相冷凝液分析 折光率 x 环己烷

折光率 y 环己烷

2.工作曲线数据来源于复旦大学《物理化学实验》(第四版)。根据工作曲线插值求出各待测溶液得气相与液相平衡组成,填入表中。以组成为横轴,沸点为纵轴,绘出气相与液相得沸点－组成(Tx)平衡相图。

图 2、25℃时,乙醇与环己烷双液系浓度――折光率关系工作曲线

图 3、25℃时,乙醇与环己烷双液系浓度相图

六、思考题 1、本实验过程中,如何判断气、液相就是否已平衡？ 2、本实验误差可能来自哪些方面？