二组分固液相图的测绘实验报告思考题答案.pdf

专业：xxxx学号：xxxxx

实验人：xxx同实验人：xxx

实验名称：物化实验气压：101.325Kpa温度：25℃

二组分金属固液相图的绘制

实验目的

1.掌握热分析法（步冷曲线法）测绘Bi-Sn二组分固-液相图的原理和方法。

2.了解简单二组分固-液相图的特点。

3.掌握KWL-07可控升降温电炉及SWKY-Ⅲ数字控温仪的使用方法。

实验原理

热分析法则是观察被研究系统温度变化与相变化的关系，这是绘制金属相图

最常用的实验方法。其原理是将系统加热熔融，然后使其缓慢而均匀地冷却，每

隔一定时间记录一次温度，绘制温度与时间关系曲线——步冷曲线。若系统在

均匀冷却过程中无相变化，其温度将随时间均匀下降。若系统在均匀冷却过程中

有相变化，由于体系产生的相变热与自然冷却时体系放出的热量相抵消，步冷曲

线就会出现转折或水平线段，转折点所对应的温度，即为该组成体系的相变温度。

二组分系统相图有多种类型，其步冷曲线也各不相同，但对于简单二组分凝聚系

统，其步冷曲线有三种类型。

实验步骤

1.连接数字控温仪和可控升降温电炉，接通电源。由于本仪器可同时测量份样

品，样品搭配为1号（0%的Bi）和3号（58%的Bi）,2号（30%的Bi）和4

号（80%的Bi），最后测5号（100%的Bi）。

先取1号和3号样品管放至控温区电炉的两炉膛，传感器1置于传感器插孔

测炉温，传感器2置于任一样品管测样品温度。打开数字控温仪的开关，设定温

度，一般为样品全部熔化后再升高50℃为宜。设好后，将控温仪调制工作状态，

控温区电炉开始加热，在样品熔化的过程中，同时对试样进行搅拌，待样品完全

熔化后，打开电炉电源开关，调节“加热量调节”旋钮对测温区电炉进行补热，

补热大小为比转折点或平台所对应的温度低50℃。3.补热合适时，关闭“加

热量调节”，用钳子将熔化好的样品管小心移至测温去炉膛，并将两只传感器1

和2插入样品管中，记住两支传管器所对应的样品组成，同时将下面要测的2

号和4号样品管置于加热区炉膛，进行预热。按下控温仪上的“工作/置数”键，

置数灯亮，设置时间为30s，设置完毕后按下“加热控制”键，此时控制灯，置

数灯同时亮，仪器处于跟踪测量状态，控温区电炉不再加热。3.让其在自燃状

态下冷却。

4.当体系温度处于稳定的下降趋势时，开始记录数据。1号样品管的温度降到

250℃开始记录数据，2号是220℃，3号是180℃，4号是230℃，5号为300℃。

5.1号和3号样品测完后，换预热的2号和4号样品，最后是5号样品，重复

以上操作，依次测出所配样品的不冷曲线数据。

6.实验完毕后，将样品管放入实验试管摆放区进行冷却，最后关闭电源，整理

试验台。

注意事项

1.用热分析法绘制相图时，被测体系必须时时处于或接近于相平衡状态，因此

冷却速率要足够慢才能得到较好的效果，尽量采用自然冷却的方法。

2.用电炉加热使样品熔化时，注意温度适当，温度过高样品易氧化变质，温度

3.熔融样品应该搅拌。

4.在侧一组样品时，可将另一组样品放入加热炉内进行预热，以便节约时间。

5.由于炉温过高，移动样品时要注意使用钳子，且不要接触控温炉上的金属面

板，以防烫伤。

6.当体系处于冷却测量状态时，需控制灯，置数灯同时亮，工作灯不亮，否则

会影响测量结果。

7.样品上要撒一层石墨粉或松香，以防金属氧化。

问题与讨论

1.二组分金属相图的绘制采用哪些方法？答：溶解度法和步冷曲线法。

2.不冷曲线各段的斜率及水平段的长短与哪些因素有关？

答：步冷曲线各段的斜率与金属的物相和组分有关，水平段的长短则由液相

释出的凝固热使已析出的固体在低共熔温度维持的时间来决定。3.为什么

步冷曲线上会出现转折点？纯金属，低共熔混合物及合金的转折

点各有几个？曲线状态为何不同？

答：因为金属熔融系统冷却时，由于金属凝固放热对体系散热发生一个补偿，

因而造成冷却曲线上的斜率发生改