金属相图实验报告
铅锡金属相图实验报告

铅锡金属相图实验报告
实验目的:掌握铅锡合金的制备及相图的绘制方法,探究铅锡合金的相变规律。
实验原理:铅锡合金为二元系合金,其相图是描述该合金在不同温度下各组元素所处状态的图表。
通常情况下,铅锡合金中的铅和锡的质量比例越靠近100:0或0:100,合金的熔点会极低或极高。
铅锡合金相图的绘制可以通过测定不同成分的合金相变温度和比重来得出。
实验步骤:
1.准备材料和设备,将精确量取的铅和锡粉按不同的比例混合制备成不同成分的合金样品,将样品置于电炉中进行加热。
2.记录不同成分合金的熔点温度和比重,并将实验结果整理成铅锡合金相图。
实验结果:
实验中我们制备了6份铅锡合金样品,分别为:Pb100,
Pb90Sn10,Pb75Sn25,Pb50Sn50,Pb25Sn75,Sn100。
经过测量
发现,Pb100和Sn100分别在177℃和231℃处熔化,熔点极高;Pb50Sn50的熔点较低,为182℃,而Pb75Sn25的熔点则较高,为221℃。
通过测量每份样品的比重,我们得到了铅锡合金相图如下
图所示:
(插入相图,图中分别标出了不同成分合金的熔点和比重数据)实验结论:
从铅锡合金相图中我们可以看出,当铅和锡的比例为50:50时,合金的熔点最低,这也与工业生产中使用较为普遍的63/37配比相符合。
另外,当合金成分接近两种单质时,熔点也会较低或较高。
铅锡合金相图的制备过程中需要一定的实验技巧和认真的测量,
但通过此实验我们更深入地了解了铅锡合金的相变规律,对于工
业应用也有一定的参考价值。
物理化学实验报告讲义二组分金属相图的测定

实验30 二组分金属相图的测定预习要求1.理解热分析法。
2.理解步冷曲线上的转折点及停歇线表示的含义。
3.本实验所测定的Zn-Sn二组分,在液相及固相的相互溶解情况。
4.使用热电偶测量温度时的注意事项。
(参阅附录1.2.3)实验目的1.用热分析法(步冷曲线法)绘制Zn-Sn二组分金属相图。
2.掌握热电偶测量温度的基本原理和自动平衡记录仪的使用方法。
实验原理简单的二组分金属相图主要有三种:①液相完全互溶,凝固后固相也能完全互溶成固溶体的系统,如Cu-Ni,溴苯-氯苯;②液相完全互溶,固相完全不互溶的系统,如Bi-Cd;③液相完全互溶,固相部分互溶的系统,如Pb-Sn。
本实验研究的Zn-Sn系统属于第二种。
在低共熔温度下,Zn在固相Sn中的最大溶解度为w Zn=0.09。
热分析法是绘制金属相图的基本方法之一,即利用金属或合金在加热或冷却过程中发生相变时,相变热的吸收或释放引起热容的突变,来得到金属或合金中相转变温度的方法。
通常的做法是将金属或合金加热至全部熔化,然后让其在一定的环境中自行冷却,每隔一定时间记录一次温度,表示温度与时间关系的曲线,即为步冷曲线(见图3-13)。
当熔融的系统均匀冷却时,如果不发生相图3-13步冷曲线变,则系统温度随时间的变化是均匀的,冷却速度较快(如图中ab线段);若在冷却过程中发生相变,由于在相变过程中伴随着放热,所以系统的冷却速率减慢,步冷曲线上出现转折(如图中b点);当系统继续冷却到某一温度时(如图中c点),系统中有低共熔混合物析出,步冷曲线出现温度的“停顿”;在低共熔混合物全部凝固以前,系统温度保持不变,因此步冷曲线上出现水平线段(如图中cd线段);当系统完全凝固后,温度又开始下降(如图中de线段)。
图3-14 固相完全不互溶的A-B二组分金属相图及其步冷曲线由此可知,对组成一定的二组分低共熔混合物系统,可以根据它的步冷曲线得到有固体析出的温度和低共熔温度。
根据一系列组成不同系统的步冷曲线各转折点、停歇线的温度,即可画出二组分系统的相图(温度-组成图)。
金相图实验报告

图1简化后的Fe-Fe3C状态图
三、实验原理分析
(3)珠光体(P)是铁素体和渗碳体的机械混合物,其组织是共析转变的产物。由杠杆定律可以求得铁素体与渗碳体的含量比为8︰1。因此,铁素体厚,渗碳体薄。
(4)莱氏体(Ld)奥氏体和渗碳体的共晶混合物,其中奥氏体在继续冷却时析出二次渗碳体,在727℃以下分解为珠光体。
2、铁碳体合金室温下显微组织
(1)工业纯铁含碳量﹤0.0218%,其显微组织为铁素体。
(4)根据杠杆定律计算未知样品的碳含量。
②共晶白口铸铁含碳量为4.3%,其室温下的组织由单一的共晶莱氏体组成。经浸蚀后,在显微镜下,珠光体呈暗黑色细条或斑点状,共晶渗碳体呈亮白色,如图7所示。
③过共晶白口铸铁含碳量﹥4.3%,在室温时的组织由一次渗碳体和莱氏体组成。用硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下可观察到在暗色斑点状的莱氏体基本上分布着亮白色的粗大条片状的一次渗碳体,其显微组织如图8所示。
3%~4%硝酸酒精溶液
8
共晶白口铁
莱氏体(Ld′)
3%~4%硝酸酒精溶液
9
过共晶白口铁
莱氏体(Ld′)+一次渗碳体(FeCⅡ)
3%~4%硝酸酒精溶液
2、实验内容及步骤
(1)实验前复习讲课中的有关内容和阅读实验指导书,为实验做好理论方面的准备。
(2)在显微镜下观察和分析表3-1中铁碳合金的平衡组织,识别钢和铸铁组织形态的特征;根据Fe-Fe3C相图分析各合金的形成过程;建立成分,组织之间相互关系的概念。
金属相图实验报告

金属相图实验报告篇一:实验3金属相图实验报告dyl物理化学实验备课材料实验3 热电偶温度计得校正及金属相图一、基本介绍一个多相体系得状态可用热力学函数来表达,也可用几何图形来描述.表示相平衡体系状态与影响相平衡强度因素关系得几何图形叫平衡状态图,简称相固,也叫状态图。
由于常见得影响相平衡得强度因素就是温度、压力与浓度,所以也可以说,相图就是描述多相体系得状态与温度、压力与组成关系得几何图形。
相平衡得研究对生产与科学研究具有重大意义。
钢铁与合金冶炼生产条件得控制、硅酸盐(水泥、耐火材料等)生产得配料比、盐湖中无机盐得提取等,都需要相干衡得知识。
又如对物质进行提纯(如制备半导体材料)、配制各种不同低熔点得金屑台金等,都要考虑到有关相干衡问题。
化工生产中产品得分离与提纯就是非常重要得,其中溶解与结晶、冷凝与熔融、气化与升华等都属相交过程。
总之.由于相变过程与相干衡问题到处存在,研究与革捏相变过程得规体,用以解释有关得自然现象与指导生产甚为重要。
二、实验目得1、用热电偶—电位差计测定bi—sn体系得步冷曲线,绘制相图;2、掌握热电势法测定金属相图得方法;3、掌握热电偶温度计得使用,学习双元相图得绘制。
.三、实验原理绘制固液二相平衡曲线得方法,常用得有溶解度法与热分析法。
溶解度法就是指在确定得温度下,直接测定固液二相平衡时溶液得浓度,然后依据澜得得温度与相应得溶解度数据绘制成相固。
此法适用于常温下易澜定组成得体系,如水盐体系等。
热分析法就是指在常温下不便直接澜定固液乎衡时溶液组成得体系(如合金与有机化合物得体系).通常利用相变时得热效应来测定组成已确定之体系得温度,然后依据选定得一系列不同组成得二组分体系所测定得温度,绘制相图。
此法简单易行,应用顾广。
用热分析法测绘相图时,被测体系必须时时处于或接近相平衡状态。
因此。
体系得冷却速度必须足够慢。
才能得到较好得结果。
体系温度得测量,可用水银温度计,也可选用合适得热电偶。
金属相图的实验报告

金属相图的实验报告金属相图的实验报告引言:金属相图是研究金属合金组成与相结构关系的重要工具。
通过实验,我们可以了解金属合金在不同温度和成分条件下的相变规律,从而为金属材料的设计和应用提供依据。
本实验旨在通过制备铝-铜合金,并对其进行热处理和金相观察,探究铝-铜合金的相变行为。
实验材料与方法:1. 实验材料:纯度为99.99%的铝和纯度为99.99%的铜。
2. 实验仪器:电炉、恒温槽、金相显微镜等。
3. 实验步骤:a. 准备不同比例的铝-铜合金样品。
b. 将样品放入电炉中,进行热处理,分别设定不同温度和时间。
c. 取出样品,进行金相观察和分析。
实验结果与讨论:1. 合金成分对相图的影响:通过制备不同比例的铝-铜合金样品,我们可以观察到合金成分对相图的影响。
当铝和铜的比例在一定范围内时,合金呈现单相结构,即完全溶解。
当合金成分接近于纯铝或纯铜时,会出现二相或多相结构,即出现析出相。
2. 温度对相图的影响:在热处理过程中,我们通过调节温度和时间来观察合金的相变行为。
当温度升高时,合金中的固溶体相会逐渐溶解,形成单相结构。
而当温度下降时,固溶体相会重新形成,出现析出相。
通过对不同温度下的合金样品进行金相观察,我们可以确定合金的相变温度范围和相变行为。
3. 金相观察结果:在金相显微镜下观察到的合金显微组织可以提供有关相变行为的重要信息。
通过金相观察,我们可以确定合金中的相类型、相形貌和相分布情况。
例如,在铝-铜合金中,当铜的含量增加时,会出现铜的析出相,形成颗粒状或条状分布。
同时,我们还可以观察到合金中的晶粒尺寸和晶界特征,从而评估合金的晶粒生长和晶界稳定性。
结论:通过本次实验,我们成功制备了铝-铜合金,并通过热处理和金相观察揭示了铝-铜合金的相变行为。
合金成分和温度是影响合金相图的关键因素,通过调节合金成分和热处理条件,我们可以控制合金的相结构和性能。
金相观察为我们提供了合金显微组织的详细信息,有助于理解合金的相变机制和优化合金的制备工艺。
金属相图实验报告

金属相图实验报告金属相图实验报告引言:金属相图是研究金属合金组成与相变关系的重要工具。
通过实验研究金属相图,可以深入了解金属合金的性质和特点,为金属材料的设计和制备提供依据。
本报告将介绍我们在研究金属相图方面的实验过程和结果。
实验目的:本次实验的目的是通过合金的制备和相图的测定,了解金属合金的相变规律以及不同组成对合金性质的影响。
实验步骤:1. 材料准备:我们选择了两种金属元素A和B,分别为铝和铜。
准备了不同比例的A、B两种元素的粉末样品。
2. 合金制备:根据不同比例的A、B元素,按照一定的配比将两种元素的粉末混合均匀,并加入适量的助熔剂。
然后,将混合物放入高温炉中进行熔炼,得到不同组成的合金坯料。
3. 合金样品制备:将熔炼得到的合金坯料进行切割和打磨,得到所需的合金样品。
4. 相图测定:使用X射线衍射仪对合金样品进行相分析,得到合金的相组成和相变温度。
实验结果:通过实验测定,我们得到了铝铜合金的相图如下:(在这里可以插入相图的简化示意图)从相图中可以看出,当铝和铜的比例在一定范围内时,合金呈现单相固溶体的形态。
当铝和铜的比例超过某个临界值时,合金会发生相分离,形成两个相区。
在相分离的过程中,合金的硬度和强度会发生显著变化。
讨论与分析:根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 合金的相变行为受元素比例的影响:当元素比例在一定范围内时,合金呈现单相固溶体的形态;当元素比例超过临界值时,合金会发生相分离。
2. 合金的性能与相变有关:相分离过程中,合金的硬度和强度会发生变化。
这是因为不同相的结构和成分不同,导致了合金性能的差异。
3. 金属相图的研究对材料设计具有指导意义:通过对金属相图的研究,可以预测合金的相变行为和性能变化,为合金材料的设计和制备提供依据。
结论:通过本次实验,我们成功研究了铝铜合金的相图,并得出了相变行为和性能的相关结论。
金属相图的研究对于金属合金材料的设计和制备具有重要意义,对于提高材料性能和开发新材料具有指导作用。
二元金属相图实验报告

二元金属相图实验报告二元金属相图实验报告引言:金属相图是研究金属合金中不同元素的相互作用和相变规律的重要工具。
通过实验观察不同成分的合金在不同温度下的相变情况,可以绘制出二元金属相图。
本实验旨在通过对某一二元金属合金的研究,了解其相变规律和相图特征。
实验目的:1. 了解金属相图的基本概念和意义;2. 学习利用实验手段绘制二元金属相图;3. 分析实验结果,探讨合金的相变规律。
实验材料和方法:本实验选取了铜和锌作为研究对象,采用差热分析法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)进行实验。
首先,将铜和锌按照一定比例混合,制备不同成分的合金样品。
然后,利用DSC仪器对合金样品进行加热和冷却过程中的热量变化进行记录和分析。
实验结果与讨论:1. 铜和锌的相图特征通过实验观察,我们可以发现铜和锌的相图呈现出一系列特征。
首先,在低温下,铜和锌形成固溶体。
随着温度的升高,铜和锌之间的相互溶解度逐渐增大。
当温度达到一定值时,出现了铜和锌的共晶现象,即两种金属同时熔化。
随着温度的继续升高,合金中的固相逐渐减少,最终形成完全溶解的液相。
2. 相图中的相变规律在实验过程中,我们还观察到了一些相变现象。
例如,在合金加热过程中,当温度达到共晶点时,合金开始熔化,形成液相。
而在冷却过程中,当温度降低到共晶点以下时,液相开始凝固,形成固相。
这些相变过程在相图中可以清晰地看到。
3. 合金成分对相图的影响我们进一步研究了不同铜锌比例对相图的影响。
实验结果显示,随着铜含量的增加,合金的共晶温度和共晶组成均发生变化。
这说明合金成分对相图有明显的影响。
通过分析不同合金成分的相图,我们可以得出合金成分与相图特征之间的关系。
结论:通过本次实验,我们成功绘制了铜和锌的二元金属相图,并对其特征和相变规律进行了分析。
实验结果表明,铜和锌在不同温度下的相互作用和相变规律具有一定的规律性。
这对于金属材料的研究和应用具有重要意义。
金属二相图实验报告

【实验名称】金属二相图的绘制【实验目的】1.用热分析(布冷曲线法)绘制Bi-Sn二组分金属相图2.掌握热电偶测量温度的基本原理和自动平衡记录仪的使用方法【实验原理】较为简单的二组份金属相图主要有三种:一种是液相完全互溶,凝固后,故乡也能完全互溶成固熔体的系统,最典型的为Cu-Ni系统;另一种是液相完全互溶而固相完全不互溶,最典型的是Bi-Cd 系统;还有一种是液相完全互溶,而固相是部分互溶的系统,如Pb-Sn系统。
本实验研究的Bi-Sn 系统就是这一种。
在低共熔温度下,Bi在固相Sn中最大溶解度为21%(质量百分数)。
热分析法(步冷曲线法)是绘制相图的基本方法之一。
它是利用金属及合金在加热和冷却过程中发生相变时,潜热的释出或吸收及热熔的突变,来得到金属或合金中相转变温度的方法。
通常的做法是先将金属或合金全部熔化,然后让其在一定的环境中自行冷却,并在记录仪上自动画出温度随时间变化的步冷曲线。
当熔融的系统均匀冷却时,如果系统不发生相变,则系统的温度随时间的变化是均匀的,冷却速率较快,相应的步冷曲线的斜率也比较大;若在冷却过程中发生了相变,由于在相变过程中伴随着放热效应,所以系统的温度随时间变化的速率发生改变,系统的冷却速率减慢,步冷曲线上出现转折。
当熔液继续冷却到某一点时,此时的熔液系统以低共熔混合物的固体吸出。
在低共熔混合物全部凝固以前,系统温度保持不变,因此步冷曲线上出现水平线段;当熔液完全凝固后,温度才迅速下降。
由此可知,对组成一定的二组分低共熔混合物系统,可以根据它的步冷曲线得出有固体析出的温度和低共熔点温度。
根据一系列组成不同系统的步冷曲线的各转折点,即可画出二组分系统的相图(温度-组成图)。
用热分析法(步冷曲线法)绘制相图时,被测系统必须时时处于或接近相平衡状态,因此冷却速率要足够慢才能得到较好的结果。
【实验仪器与药品】热电偶1支;电炉3个;调压器2个;5支硬制玻璃试管,分别装有Bi质量百分比分别为30%、57%、80%的Bi-Sn合金,及纯Bi、纯Sn;测水沸点仪1套(共用);自动平衡记录仪1台。
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篇一:实验3 金属相图实验报告dyl物理化学实验备课材料实验3 热电偶温度计的校正及金属相图一、基本介绍一个多相体系的状态可用热力学函数来表达,也可用几何图形来描述。
表示相平衡体系状态与影响相平衡强度因素关系的几何图形叫平衡状态图,简称相固,也叫状态图。
由于常见的影响相平衡的强度因素是温度、压力和浓度,所以也可以说,相图是描述多相体系的状态与温度、压力和组成关系的几何图形。
相平衡的研究对生产和科学研究具有重大意义。
钢铁和合金冶炼生产条件的控制、硅酸盐(水泥、耐火材料等)生产的配料比、盐湖中无机盐的提取等,都需要相干衡的知识。
又如对物质进行提纯(如制备半导体材料)、配制各种不同低熔点的金屑台金等,都要考虑到有关相干衡问题。
化工生产中产品的分离和提纯是非常重要的,其中溶解和结晶、冷凝和熔融、气化和升华等都属相交过程。
总之.由于相变过程和相干衡问题到处存在,研究和革捏相变过程的规体,用以解释有关的自然现象和指导生产甚为重要。
二、实验目的1、用热电偶—电位差计测定bi—sn体系的步冷曲线,绘制相图;2、掌握热电势法测定金属相图的方法;3、掌握热电偶温度计的使用,学习双元相图的绘制。
三、实验原理绘制固液二相平衡曲线的方法,常用的有溶解度法和热分析法。
溶解度法是指在确定的温度下,直接测定固液二相平衡时溶液的浓度,然后依据澜得的温度和相应的溶解度数据绘制成相固。
此法适用于常温下易澜定组成的体系,如水盐体系等。
热分析法是指在常温下不便直接澜定固液乎衡时溶液组成的体系(如合金和有机化合物的体系).通常利用相变时的热效应来测定组成已确定之体系的温度,然后依据选定的一系列不同组成的二组分体系所测定的温度,绘制相图。
此法简单易行,应用顾广。
用热分析法测绘相图时,被测体系必须时时处于或接近相平衡状态。
因此.体系的冷却速度必须足够慢.才能得到较好的结果。
体系温度的测量,可用水银温度计,也可选用合适的热电偶。
由于水银温度计的测量范围有限,而且其易破损,所以目前大都采用热电偶来进行测温。
用热电偶测温其优点是灵敏度高、重现性好、量度宽。
而且由于它是将非电信号转换为电信号,故将它与电子电热差计配合使用,可自动记录温度—时间曲线。
原则上也可用升温过程中的实验数据作温度-时间关系曲线,但由于升温过程中温度很难控制,不易做到均匀加热,由此产生的误差大于冷却过程,所以通常都绘制冷却曲线。
本实验用热电偶作为感温元件,自动平衡电位差计测量各样晶冷却过程中的热电势,作出电位—时间曲线(步冷曲线),再由热电偶的工作曲线找出相变温度,从而作出bi-sn体系的相图.实验装置简图四、实验仪器及试剂坩埚电炉(含控温仪);自动平衡电位差计;冷却保温装臵;样品管;杜瓦瓶;镍铬—镍铝(或其他材料)热电偶。
五、实验步骤1、准备工作1)在杜瓦瓶中装入室温水,连接并检查线路。
2)热电偶调零:在测温热电偶为室温温度时开启记录仪开关,调量程为20mv,走纸温度为0,调节零悬纽使记录笔位于记录纸左边零线处。
这是位臵所指温度热电势为0,代表温度为室温。
2、测量温度1)加热试样:臵样品坩埚于管式电炉中,臵电热偶温度计于坩埚中细玻璃管内,并插入底部。
调调压器使加热电压为120mv,加热至坩埚中试样熔化停止加热。
(判断:加热时若坩埚中间细玻璃管能动则说明试样已熔化)。
六、数据记录 0%bi 20%bi 40%bi 60%bi 80%bi 100%bi300269c0250239c0t/c200206c197c183c0000150140c0100time/s七、实验注意事项根据前面的实验原理可以知道,要获得准确真实的相图,必须保证样品组成和测量温度的准确性,为此在实验过程中需注意以下几点:1、样品的组成是直接称重配成的,要保证样品的纯度,一般化学纯可以满足实验要求。
为防止样品在高温下的挥发氧化,在配制样品时加入了少量的石墨粉,尽管如此,长期使用的样品难免发生氧化变质,可以将样品废弃,重新配制。
2、加热熔化样品时的最高温度比样品熔点高出50℃左右为宜,以保证样品完全熔融。
待样品熔融后,可轻轻摇晃样品管,使体系的浓度保持均匀。
3、在样品降温过程中,必须使体系处于或接近于相平衡状态,因此要求降温速率缓慢、均匀。
降温速率取决于体系与环境间的温差、体系的热容量和热传导速率等因素。
当固体析出时,产生的凝固热使步冷曲线出现“拐点”,若产生的凝固热能够抵消散失热量的大部分,则“拐点”明显;反之,则不明显。
但降温速率太慢,实验时间延长。
在本实验条件下,通过调整适当的风量以每分钟3~5 ℃的速率降温,可在较短时间内完成一个样品的测试。
4、样品在降温至“平阶”温度时,会出现十分明显的过冷现象,应该待温度回升出现“平阶”后,温度再下降时,才能结束记录。
另外,为了使热电偶指示温度能真实地反映被测样品的温度,本实验所设计的热电偶套管的底部正好处于样品的中部,所用热电偶的热容量小,具有较好的导热性。
5、在测定一样品时,可将另一待测样品放入加热炉内预热,以便节约时间,体系有两个转折点,必须待第二个转折点测完后方可停止实验,否则须重新测定。
手动实验注意事项:1、测量过程中只进行一次热电偶调零;2、在试剂加热后的冷凝过程中注意不要使玻璃管触壁。
3、步冷曲线的斜率,即温度变化的速率决定于体系与环境的温度,体系的热容和热导率,相变情况等因素.若冷却体系的热容、散热情况等基本相同,体系温度降低的速率控制,可在降温过程中需给电炉加以一定的电压(约20v左右),来减缓冷却速度,以使转折明显。
4、用电炉加热时,注意调节电压,不宜过高。
待金属全部熔融后,切断电源停止升温,以防止超温过剧而使金属发生氧化。
适当搅拌可避免过冷现象出现,但搅拌时须是平动,忌上下搅动,否则测温点会不断变更而致温度变化不规律。
5、热电偶的一端,即热端,须插到套管底部,以保证测温点的一致性;其另一端,即冷端.应保持在0℃。
由于有些用作冷阱的杜瓦瓶绝热性能并不良好,所以在其内部的冰颗粒要小,每隔一定时间搅拌一次,使冷阱内上下温度一致,特别在室温较高时尤要注意。
电脑实验参数设定注意事项:1、1号与6号样品的记录截止温度为200℃,其余样品为100℃。
2、记录时间间隔为5秒。
3、记录文件的编号与样品号一致,即1号样品的记录文件命名为“01”,2号样品的记录文件命名为“02”,依次类推。
4、加热温度不能过高,以免金属被氧化。
5、在origin软件处理好数据,获得图形后,可直接按“crtl+j”拷贝当前图形,再打开word,将图形粘贴在word文档中。
6、如果在origin软件中打开剪贴板失败,无法拷贝,可“file”栏中点击“export page”将图形另存为“. wmf”格式的文件,存在桌面上,再在word中点击“插入”、“图片”、“来自文件”,选择桌面上的文件名,插入到word中。
八、思考题解答1、对于不同成分的混合物的步冷曲线,其水平段有什么不同答:纯物质的步冷曲线在其熔点出现水平段,混合物在共熔温度出现水平段。
2、解释一个经典的步冷曲线的每一部分的含义答:对于简单的低共熔混合物,当将体系缓慢而均匀的冷却时如果体系内不发生相的变化,则温度将随时间而线性的改变,当其中一种物质的晶体开始析出时,由于相变潜热的出现,步冷曲线出现转折点,直到另一种晶体开始析出,此时两种物质同时析出,二者同时放出凝固热,步冷曲线上出现水平线段。
3、对于含有粗略相等的两组分混合物,步冷曲线上的每一个拐点将很难确定而低共熔温度却可以准确测定。
相反,对于一个组分含量很少的样品,第一点将可以确定,而第二个拐点则难以准确测定。
为什么?答:当固体析出时,放出凝固热,因而使步冷曲线发生折变,折变是否明显决定于放出的凝固热能抵消散失热量多少,若放出的凝固热能抵消散失热量的大部分,折变就明显,否则就不明显。
对于含有粗略相等的两组分混合物,当有一种组分析出时,其凝固热难以抵消另一种组分及其自身的散失热量,所以第一个拐点很难确定,但由于其两组分含量相当,两种晶体同时析出时,受前一种析出的晶体放出的凝固热的影响较小,因此低共熔温度可以准确测定;反之,对于一个组分含量很少的样品,第一个拐点将可以确定,而第二个拐点则难以确定测定。
4、试从相律阐明各步冷曲线的形状。
答:对定压下的二组分体系,根据相律可知,当出现“拐点”时,则,则。
因此,,表明温度可变;当出现“平阶”时,,根据相律可知,=0,表明温度和各相组成均不变。
对于纯物质,当出现“平阶”时,对单组分体系,没有“拐点”存在。
九、实验总结1、步冷曲线的平台长度的测量误差是本实验误差的主要采源。
2、用自动平衡记录仪绘制出的步冷曲线,测量精确度高,手续简便。
3、步冷曲线发生折变时,是否明显决定于放出的凝固热能抵消散失热量多少,若放出的凝固热能抵消散失热量的大部分,折变就明显,否则就不明显。
4、纯物质的步冷曲线在其熔点出现水平段,混合物在共熔温度出现水平段。
十、电脑预备实验数据结果1.由步冷曲线得相变温度和最低共熔温度。
2.bi-sn相图280260240220t/c200180160140120obi%十一、进一步讨论1、本实验成败的关键是步冷曲线上折变和水平线段是否明显。
步冷曲线上温度变化的速率取决于体系与环境间的温差、体系的热容量、体系的热传导率等因素,若体系析出固体放出的热量抵消散失热量的大部分,转折变化明显,否则就不明显。
故控制好样品的降温速度很重要,一般控制在6℃/min ~8℃/min,在冬季室温较低时,就需要给体系降温过程加以一定的电压(约20v左右)来减缓降温速率。
2、本实验所用体系一般为sn-bi、cd-bi、pb-zn等低熔点金属体系,但它们的蒸气对人体健康有危害,因而要在样品上方覆盖石墨粉或石蜡油,防止样品的挥发和氧化。
石蜡油的沸点较低(大约为300℃),故电炉加热样品时注意不宜升温过高,特别是样品近熔化时所加电压不宜过大,以防止石蜡油的挥发和炭化。
3、本实验属二组分体系相图,它是相平衡的重要内容之一。
相图突出的特点是直观性和整体性,通过相图可以得知在压力恒定时的某温度下,体系所处的状态,平衡共存的各相组成如何,各个相的量之间有什么关系,以及当外界条件发生变化时,相变化进行的方向和限度。
因此,金属相图的绘制对于了解金属的成分、结构和性质之间的关系具有十分重要的意义。
4、本实验所绘制的二组分体系属于液相完全互溶,而固相完全不互溶的简单低共熔体系,它是二组分凝聚体系中最简单的一种,是研究其它类型相图的基篇二:合金相图实验报告篇三:实验8金属相图第次课 4 学时实验8 金属相图一、实验目的1.学习用热分析法测绘金属相图的方法和原理技术;2. 用热分析法测绘sn-pb二组分系统的金属相图; 3. 掌握热电偶测温技术和平衡记录仪的使用。