三元相图
三元相图是用于显示三种组分混合物相行为的图形工具。它是化学、材料科学和工程中常用的工具，帮助理解和分析由三个组分组成的系统的相关系。以下是三元相图的主要特点和用途：
基本概念
三角形图形：三元相图的基本形状是一个等边三角形，每个顶点代表一种纯组分（A、B、C）。 组成表示：三角形内的任意一点代表一种特定的三组分混合物，其位置表示每种组分的相对比例。比如，顶点A代表纯A，沿着AB边移动则表示从纯A到纯B的混合物，中间点代表各组分的等比例混合。 比例计算：为了精确表示三组分的比例，可以使用重心法则。重心法则指出，任意一点的相对位置可以通过与各边的距离确定。
应用实例
化工工艺设计：在化学工业中，三元相图用于设计和优化分离过程，如蒸馏、萃取和结晶。 材料科学：在合金设计中，三元相图帮助科学家理解不同金属或合金在不同温度和组分下的相行为。 环境科学：三元相图在土壤和水污染研究中用于分析污染物的分布和迁移。
R示例代码
加载环境
# Install and load necessary packages
install.packages("ggtern")
library(ggtern)
加载数据
# Generate random data
set.seed(123) # For reproducibility
n <- 50
data <- data.frame(
Liver = runif(n, 0, 1),
Brain = runif(n, 0, 1),
Bone = runif(n, 0, 1)
)
数据处理
# Normalize data so that the sum of each row is 1
data <- data / rowSums(data)
为绘图做准备
# Add a size variable for bubble size
data$size <- runif(n, 1, 10)
data$color <- runif(n)
根据数据绘图
# Create the ternary plot
p <- ggtern(data, aes(x = Liver, y = Bone, z = Brain, size = size, color = color)) +
geom_point(alpha = 0.6) +
theme_bw() +
labs(
title = "Breast Cancer",
subtitle = "Metastasis Distribution",
x = "Liver Metastasis",
y = "Bone Metastasis",
z = "Brain Metastasis"
) +
theme(
plot.title = element_text(hjust = 0.5, size = 20),
plot.subtitle = element_text(hjust = 0.5, size = 15),
tern.axis.title = element_text(size = 12),
legend.position = "right"
) +
scale_color_gradient(low = "blue", high = "red") +
scale_size_continuous(range = c(3, 10))
# Display the plot
print(p)
本文作者：徐可
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