2025年合金相图实验操作与结果分析指南.doc

试验目的

用热分析法测绘Sn-Bi二元低共熔体系的相图

学习步冷曲线绘制相图的措施

试验原理

相图是多相体（二相或二相以上）处在相平衡状态時体系的某种物理性质对体系的某一自变量作图所得的图形（体系的其他自变量维持不变），二元和多元体系的相图常以构成為自变量，其物理性质则大多取温度。由于相图能反应出多相平衡体系在不一样条件下的相平衡状况，因此研究相体系的性质，以及多相平衡状况的变化要用相图的知识。

AB表达两个组分的名称，纵坐标是温度T,横坐标是B的百分含量abc线上，体系只有液相存在，ace所围的面积中有固相A及液相存在，bcf所围的中有B晶体和个液相共存，c点有三相（AB晶体和饱和熔化物）。

测绘相图就是要将图中这些分离相区的线画出来，常用的试验措施是热分析法。所观测的物理性质是被研究体系的温度。将体系加热熔融成均匀液体，然后冷却，每隔一定期间记录温度一次，一温度对時间作图，得到步冷曲线。

当一定构成的熔化物冷却時，最初温度随時间逐渐下降到达相变温度時，一种组分开始析出，伴随固体的析出而放出凝固潜热，使体系冷却速度变慢，步冷曲线的斜率发生变化而出現转折点，转折点的温度既是相变温度。继续冷却的过程中，某组分析出的量逐渐增多而残留溶液中的量则逐渐减少，直到低共熔温度時，液相到达低共熔构成，两种组分同步互相饱和，两种组分的晶体同步析出，这時继续冷却温度将保持不变，步冷曲线出現一水平部分，直到所有溶液变為固体后温度才开始减少，水平停止温度為最低共熔点温度。

假如体系是纯组分，冷却过程中仅在其熔点出現温度停止，步冷曲线的水平部分是纯物质的熔点，图中b是图1中构成為P体系的步冷曲线，点2,3分别相称于图1中的G,H。因此取一系列不一样构成的体系，做出它們的步冷曲线求出其转折点，就能画出相图。不过在试验过程中有時会出現过冷現象，这時必须外推求得真正的转折点。

三、仪器与药物

电脑控制金属相图试验炉，含Sn10％，20％,30％,42％,60％,75％的合金陶瓷管等

试验环节

将样品管放入炉内。

将温度计放入套管中。

打开开关加热样品管使合金融化。

温度靠近300度時，停止加热，将样品管移到炉的右侧，开始冷却。从290度左右开始每隔30秒读取温度一次，记录数值。

降温至130度左右停止记录，进行下一组试验，措施同上。

数据记录与处理

1、含Sn10%的合金

组数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

時间/min

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

温度/℃

270

261

253

246

240

235

234

234

233

231

229

227

组数

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

時间/min

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

温度/℃

224

221

218

215

212

209

205

201

198

194

190

187

组数

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

時间/min

12

12.5

13

13.5

14

14.5

15

15.5

16

16.5

17

17.5

温度/℃

184

181

177

174

170

167

164

160

157

154

152

149

组数

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

時间/min

18

18.5

19

19.5

20

20.5

21

21.5

22

22.5

23

23.5

温度/℃

146

144

141

140

140

140

139

138

137

135

132

130

组数

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

時间/min

24

24.5

25

25.5

26

26.5

27

27.5

28

28.5

29

29.5

温度/℃

127

125

122

120

118

116

114

112

110

—

—

—

含10%Sn的合金的歩冷曲线