材料科学/热力学
< 材料科学
相图提供了一种图形方法，用于呈现对复杂自然过程的实验研究结果，以便在给定的温度和压力下，对于处于平衡状态的特定系统，可以确定存在的相或相。
系统 - 宇宙中任何引起关注并可以进行实验研究的部分。
相 - 系统的任何特定部分，在物理上是均匀的，具有特定的成分，并且可以从系统中的任何其他相中机械地移除或分离。
- 例如，包含油和水混合物的平衡系统包含两个相 - 油和水。
在岩石学中，我们通常处理主要相 - 任何可以与液体共存的结晶相，即它直接从液体中形成/结晶。
平衡 - 系统的最小能量状态，只要压力和温度保持恒定，反应状态就不会随时间而改变。
在实验岩石学中，有三个实践标准用于测试平衡。
1. 时间 - 随着时间的推移，系统不会改变其物理或化学组成。2. 从两个方向接近平衡，例如，钠长石的熔点。
- 从钠长石成分（Na2O-Al2O3-6SiO2）的液体开始，冷却直至钠长石结晶 - T=1100°C
- 从相同成分的固态钠长石混合物开始，加热直至形成液体 - T=1120°C。钠长石的熔点 = 1110°C + 10°C。
3. 通过使用不同的反应物和程序来达到平衡。为了确定钠长石的熔点
- 研磨纯钠长石样品
- 将粉末氧化物组合起来，以获得纯钠长石成分
- 使用两者来确定钠长石的熔点。
在检查相图之前，还需要定义一个最终术语。
组分 - 定义系统中任何相所需的最小数量的独立变量化学成分。
- 组分可以是氧化物、元素或矿物，具体取决于所检查的系统。
例如，在 H2O 系统中进行的实验表明，在较宽的温度和压力范围内出现的相是冰、液态水和水蒸气。每个相的组成都是 H2O，只需要一个化学参数或组分来描述每个相的组成。可以通过单个组分定义的系统称为单组分系统。H2O 系统 在该系统中，压力范围为 0 到 15 kbars，已识别出七个相，每个相的组成相同 - H2O
- 冰 I
- 冰 II
- 冰 III
- 冰 IV（实际上不存在）
- 冰 V
- 水
- 蒸汽
SiO2 系统 在温度范围为 0 到 2,000°C 且压力范围为 0 到 30 kbars 的单组分 SiO2 系统中，已识别出六个 SiO2 相。在压力 > 30 kbar 时，存在第七个相，斯石英。SiO2 的六个相是
- 柯石英
- α 石英（三方晶系）
- β 石英（六方晶系）
- 鳞石英
- 方石英
- 无水熔体