優勢區圖

優勢區圖又稱穩定區圖，冶金過程熱力學參數狀態圖之一種，表示由多種凝聚相組元與氣相構成的複雜體系中，組元間發生化學反應並達到平衡時的存在範圍及平衡條件。

優勢區圖

正文

又稱穩定區圖（stability diagram）,冶金過程熱力學參數狀態圖之一種，它表示由多種凝聚相組元（金屬及金屬的化合物）與氣相構成的複雜體系中，組元間發生化學反應並達到平衡時的存在範圍及平衡條件。例如由金屬Me，及其硫化物MeS、氧化物MeO、硫酸鹽MeS4和氣相中的 SO2、O2組成的Me-S-O系圖，可以表示簡單金屬硫化物焙燒反應的平衡條件。在該體系中存在下述五個獨立反應：

由熱力學數據計算出一定溫度時各反應的平衡分壓pSO2及pO2 ,並以lgpSO2與lgpO2為坐標，則可繪出Me-S-O系優勢區圖（圖1）。圖中各線及點分別表示兩凝聚相與氣相及三凝聚相與氣相間平衡共存條件，線間的區域表示該凝聚相組分穩定存在的平衡條件，故名為“優勢區”圖。優勢區圖是由克納克（O.Knacke）在1953年提出，並用來表述火法冶金過程；1960年凱洛格（H.H.Kellogg）和巴蘇 (S.K.Basu)等人把它套用於 Pb-S-O體系，故又稱作凱洛格圖 (Kellogg diagram)。對於含有幾種金屬硫化物、氧化物以及各種鹼式硫酸鹽的複雜Me-S-O系也可以計算得到相應的優勢區圖。

優勢區圖

優勢區圖種類繁多，Fe-C-O和Fe-H-O系平衡圖、電勢-pH圖都是優勢區圖,根據不同用途可選取不同狀態參數作坐標，得到形式各異的優勢區圖。如表示某一氣相組分分壓pi與溫度關係的圖，便於分析溫度條件變化對凝聚相的穩定存在條件的影響(圖2)。將兩種不同金屬的 Me-S-O系優勢區圖疊加在一起得到的二重優勢區圖，可以分析兩種不同金屬硫化物焙燒時的分離條件(圖3)。此外，還有用以研究金屬材料氧化、腐蝕條件的 Mei-Mej-O-N系優勢區圖（圖4）等等。

優勢區圖

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優勢區圖

優勢區圖能直觀、簡捷地反映複雜體系各組分平衡條件及存在範圍，廣泛地用於分析冶煉過程相組成變化的關係，確定某些凝聚相的製取或分離的條件，以及研究氣相氧化腐蝕過程等，是探討複雜反應體系的有力工具之一。存入大量熱力學數據的計算機，可根據不同需要自動繪出各種形式、各種體系的優勢區圖。中國科學院化工冶金研究所，已經完成計算機繪製優勢區圖的程式設計並繪製出若干體系優勢區圖以滿足科研及生產的需要。

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