二元合金相图的绘制

实验四二元合金相图的绘制一、实验目的1. 学会用热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图；2. 了解热电偶测量温度和进行热电偶校正的方法；3. 了解纯物质的步冷曲线和混合物的步冷曲线的形状的异同，学习相变点的温度的确定方法。二、实验设备A.仪器设备1立式加热炉1台；2冷却保温炉1台；3长图自动平衡记录仪；4电压调压器1台；5镍铬-镍硅热电偶1副；6样品坩埚6个；7玻璃套管6只；8烧杯（250mL）2个；9.玻璃棒1只；10.O.lg精度电子天平1台。B.药品Sn（化学纯）；Bi（化学纯）；石腊油；石墨粉。三、实验原理测绘金属相图常用的实验方法是热分析法，其原理是将一种金属或合金熔融后，使之均匀冷却，每隔一定时间记录一次温度，表示温度与时间关系的曲线叫步冷曲线。当熔融体在均匀冷却过程中无相变时，其温度将连续均匀下降，得到一光滑的冷却曲线；当体系内发生相变时，则因体系放出相变潜热与自然冷却时体系散发掉的热量相抵偿，冷却曲线就会出现转折或水平线段，转折点所对应的温度，即为该组成合金的相变温度。利用冷却曲线所得到的一系列组成和所对应的相变温度数据，以横轴表示混合物的组成，纵轴上标出开始出现相变的温度，把这些点连接起来，就可绘出相图。二元简单低共熔体系的冷却曲线具有图4-1所示的形状。端与镍硅丝的一端紧密地扭合在一起（扭合头为0.5cm），将扭合头稍稍加热立即沾以硼砂粉，并用小火熔化，然后放在高温焰上小心烧结，直到扭头熔成一光滑的小珠，冷却后将硼砂玻璃层除去。2.样品配制用感量O.lg的台称分别称取纯Sn、纯Bi各50g，另配制含锡20%、40%、60%、80%的铋锡混合物各50g，分别置于坩埚中，在样品上方各覆盖一层石墨粉。3.绘制步冷曲线一.CIIn-.nHmJ制所五、注意事项1. 用电炉加热样品时，注意温度要适当，温度过高样品易氧化变质，温度过低或加热时间不够则样品没有全部熔化，步冷曲线转折点测不出。2. 热电偶热端应插到样品中心部位，在套管内注入少量的石蜡油，将热电偶浸入油中，以改善其导热情况。搅拌时要注意勿使热端离开样品，金属熔化后常使热电偶玻璃套管浮起，这些因素都会导致测温点变动，必须消除。3. 在测定一样品时，可将另一待测样品放入加热炉内预热，以便节约时间合金有两个转折点，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。六、数据处理1. 用已知纯Bi、纯Sn的熔点及水的沸点作横坐标，以纯物步冷曲线中的平台温度为纵坐标作图，画出热电偶的工作曲线。2. 找出各步冷曲线中拐点和平台对应的温度值。3. 从热电偶的工作曲线上查出各拐点温度和平台温度，以温度为纵坐标以组成为横坐标，绘出SnBi合金相图。七、思考题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?2. 作相图还有哪些方法?3.