共晶系统

共晶系统或共熔系统（英语：eutectic system），冶金学名词，是指两个不同化学物质或元素，在以某一特定比例混合后，能够在比各自熔点还要低的温度下，进行加热熔合，形成均匀的混合物（mixture）。用来形成共晶系统的混合物被称为共晶混合物或共熔混合物（eutectic mixture），形成的化合物被称为共晶组成物或共熔组成物（eutectic composition），而这个熔合温度则称为共晶温度或共熔温度（eutectic temperature）。

在相图上定义共晶点的坐标是共晶百分比（在图的原子/分子比轴上）和共晶温度（在图的温度轴上）^[1]。

在相图上，共晶温度与共晶组成这两者的交界，形成了共晶点或共熔点（eutectic point）。但不是所有的二元合金都拥有共晶点，例如，银－金混合系统，它的熔化温度液相线（liquidus）与凝固温度固相线（Solidus），比起纯银跟纯金都还要高^[2]。

若将该系统在"共晶浓度"时由液态开始降温，当降温通过"共晶温度"时便会发生物质直接由液态转变为α、β两种固态物质的反应，即为"共晶反应"。共晶反应发生时必将伴随原子的重新分配而形成α与β相交杂的层状结构 ( lamellae ) 。由液态转变为固态之α与β相时，液态物质中的原子会有扩散至同种原子占比较丰富的那一个相态之倾向；又因为扩散作用发生的时间极短，故原子仅能扩散一小段距离，因而形成交错的层状结构。

若所选取的浓度在降温过程中不会经过共晶点，而是由 ( L + α ) 态或 ( L + β ) 态转变为 ( α + β ) 态，则原先便已长出的晶粒称为 ( primary )，而当温度达到共晶温度时才长出的晶粒则称为 ( eutectic )。由共晶反应所长出之层状结构中的 eutectic 和先前长出的 primary 虽然化学组成相同，但因 eutectic 和 primary 在结构上有所区别，因此eutectic 和 primary 为两种不同的"微成分 ( microconstituent ) "。

另外两种类似而发生在多物质相图的反应分别为"共析反应 ( Eutectoid ) " 和 "包晶反应 ( peritectic ) "。

共析反应系由一固相态经由冷却或升温转变为另外两种不同的固相态晶粒。

包晶反应则为一固态相经由冷却或升温转变为一液态相和另外一种固态相晶粒。

参阅

参考资料

^ Smith & Hashemi 2006，第326–327页
^ Collection of Phase Diagrams. www.crct.polymtl.ca. [2017-07-05]. （原始内容存档于2021-10-30）.

[1] Smith & Hashemi 2006，第326–327页

[2] Collection of Phase Diagrams. www.crct.polymtl.ca. [2017-07-05]. （原始内容存档于2021-10-30）.

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