文档介绍：一、概述 LB-SMP 型固体数字熔点仪是为大学物理实验和物化实验课程, 用于观察和测量固体材料的熔解特性, 而专门设计的实验教学仪器。利用本仪器测量熔化了的固体样品在均匀冷却过程中的温度—时间冷却曲线(亦称步冷曲线) ,可以分析和判断单质材料的类型(晶体、非晶体), 测量晶体材料的熔点, 分析和判断二组份体系熔解特性并获取该组份体系的相图。为获得直观的教学效果, 熔解过程是在本仪器专门设计的透明真空炉管内进行的, 可以目视熔解过程并避免有害蒸汽的影响。二、基本原理通常,在不同的温度和压力等状态下,物质呈现不同的聚集状态:气态、液态和固态, 液态和固态统称为凝聚态。固体又分为晶体与非晶体两大类, 若按结合力的性质, 晶体又可以分为四类: 离子晶体( 如***化钠、硫化锌等)、原子晶体或非极化晶体( 如硅、金刚石等)、金属(如铜、银等)以及分子晶体(如低温下的固态氧、固态氩等) 。非晶体则常见于有机化合物、聚合物和玻璃等, 特殊条件制备的合金也可能呈现非晶态。当固体材料受热升温向液态转变时, 其熔解特性和材料的性质、组份等有着密切的关系, 大多数情况下材料都是均匀受热的, 所以常常用固相→液相的熔解过程与均匀冷却的液相特性( 步冷曲线) 来分析和判断单质材料或二组份材料以至多组份材料的熔解特性。兹分述如下: 1 、晶体材料的熔解特性表征晶体材料的熔解特性的步冷曲线如图一所示。图中曲线 A 表示液态材料的冷却过程, B 表示液态→固态转变的结晶过程,由于结晶时要放出热量,故样品温度保持不变,此时的温度 T f 即是“熔点”。当结晶完成后, 已转变成晶体的该种材料, 沿着图中曲线 C 继续降温(特殊情形下也可能出现多组 B 线段和 C 线段,例如纯铁在冷却过程中就出现多次相变)。2 、非晶体材料的熔解特性非晶体材料没有固定的熔点, 在熔解过程中, 随着温度的升高, 它首先变软, 然后逐渐由稠变稀,直至熔化为液态。 3 、二组份体系的熔解特性二组份的合金体系、水- 盐体系或化合物体系的熔解特性与这些体系在熔解过程(冷却过程) 中相的变化有着密切关系, 图二给出了这种二组份体系最常见的表征熔解特性的步冷曲线。其中曲线 A 表示液态溶液的冷却线, 冷却到达 p 点后开始有固相结晶物析出, 曲线 B 表示这一冷却过程, 到达 f 点时熔液组份已达最低共熔点, 根据吉布斯相律, 在熔液完全固化前温度将保持不变,故出现水平直线段,线段 C 与纵坐标的截距即为该体系的最低共熔点,曲线 D 为固相降温过程。图二所示的曲线可能出现下列两种情形:(1 )有多组曲线 B T f 和曲线 C ,这种情形最常见于铁碳合金(生铁或钢) ,这是因为铁、碳两种元素在空气中作用后形成一种化合物 FeO,Fe -FeO 熔解特性提供了冶金学的必备相图;(2 )如图三所示, 不出现曲线 C, 这种情形往往出现于两个纯组份不仅在液相中互溶, 而且在固相中亦能完全互熔的体系。图三中的 A 线表示液态,曲线 D 表示固态, B 线表示由液态向固态的转变, i 点称为冷点, f 点称为熔点。三组份以上的体系超出了本仪器的范围,不再赘述。综上所述, 要正确地认识和检测材料的熔解特性, 应需要能提供方便安全地加热不同样品, 并在材料完全熔解后能使样品均匀降温的条件, 同时对不同时刻的样品应能进行准确的温度测量