文档介绍：实验六二组分合金相图刘晓惠化 51 2005011837 二组分合金相图刘晓惠 2005011837 化 51同组姓名:韦冰心实验日期: 2008-3- 5提交报告日期: 2008-3- 19 带实验老师:乔娟 1 实验目的 1. 用热分析法(步冷曲线法)测绘 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校正方法。 3. 学会使用自动平衡记录仪。 2 实验原理人们常用图形来表示体系的存在状态与组成、温度、压力等因素的关系。以体系所含物质组成为自变量, 温度为应变量所得到的 T-x 图是常见的一种相图。二组分相图已得到广泛的研究和应用。固-液相图多用于冶金、化工等部门。较为简单的二组分金属相图主要有三种;一种是液相完全互溶,凝固后,固相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的系统, 最典型的是 Bi- Cd 系统; 还有一种是液相完全互溶, 而固相部分也互溶的系统, 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) 是绘制凝聚体系相图时常用的方法。它是利用金属及合金在加热或冷却过程中发生相变时, 潜热的释出或吸收及热容的突变, 使得温度-时间关系图上出现平台或拐点,从而得到金属或合金的相转变温度。由热分析法制相图,先做步冷曲线, 然后根据步冷曲线作图。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,通过记录仪记录下温度随时间变化的曲线(步冷曲线)。以合金样品为例, 当熔融的体系均匀冷却时( 如图 2-6-1 所示), 如果系统不发生相变, 则系统温度随时间变化是均匀的, 冷却速率较快( 如图中 ab 线段); 若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, 系统冷却速率减慢,步冷曲线上出现转折(如图中 b点) 。当熔液继续冷却到某一点时(如图中 c点) ,此时熔液系统以低共熔混合物的固体析出。在低共熔混合物全部凝固以前,系统温度保持不变, 因此步冷曲线出现水平线段( 如图中 cd 线段); 当熔液完全凝固后, 温度才迅速下降(如图中 de 线段)。由此可知,对组成一定的二组分低共熔混合物系统,可根据它的步冷曲线得出有固体实验六二组分合金相图刘晓惠化 51 2005011837 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) 。不同组成熔液的步冷曲线对应的相图如图 2-6-2 所示。严格地讲, Bi- Sn 合金是固态部分互溶凝聚系统, 只是由于普通的热分析方法灵敏度较低, 无法测得固熔体相界数据,所以,我们通过本实验得到的是 Bi- Sn 二元合金的简化相图。一般说来,根据步冷曲线即可定出相界,但对于复杂相图还必须有其它方法配合。才能画出相图。用热分析法(步冷曲线法)绘制相图时,被测体系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。热电偶测温原理和使用方法见本书物理化学实验技术及常用的仪器 3-1 3 实验操作实验药品、仪器型号及测试装置示意图