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1、二组分合金相图的绘制(一一)、实验目的、实验目的 1 掌握二组分体系的步冷曲线及相图的绘制方法。 2 用热分析法测绘 SnBi 二元合金相图。 (二二)、实验原理、实验原理 金属的熔点组成相图，是采用热分析法由一系列组成不同的样品的步冷曲线进一步 绘制而成。所谓步冷曲线（即冷却曲线），是将体系加热熔融成均匀液相后，使之逐渐冷 却，在冷却过程中，每隔一定时间记录一次温度，所得一系列温度对时间的数据绘制成表 示温度与时间关系曲线，称为步冷曲线。图 111 所示是三种形状的冷却曲线，如果用记 录仪连续记录体系逐步冷却的温度，则冷却曲线的形状如 112 左图所示，由此可绘制出112 右图，即合金相图。
2、（a）纯物质 (b)混合物 (c)低熔混合物时间图 111 典型冷却曲线图 112 BiCd 合金冷却曲线及相图熔融体系在均匀冷却过程中无相变时，温度将连续均匀下降，得到一条连续的冷却曲 线；若在冷却过程中发生了相变，则因放出相变热，使热损失有所低偿，温度变化将减缓 或维持不变，冷却曲线就出现转折或呈水平线段，转折点所对应的温度即为该体系的相变 温度，所以，由体系的冷却曲线可知体系在冷却过程中的热量变化，从而确定有无相变及 其相变温度，故此方法叫做热分析法。 用热分析法绘制相图时，被测体系必须时时处于或接近相平衡状态，因此体系的冷却速度必须足够慢才能得到较好的结果。 本实验为 SnBi 体系，
3、是一种形成部分互溶的固态溶液且具有低共熔点的二组分体 系，它不属于简单低共熔类型，当含 Sn 85以上即出现固熔体。因此用本实验的方法还 不能作出完整的相图。 (三三)、仪器药品、仪器药品KWL08 可控硅升降温电炉、SWLY 数字控温仪、纯锡、纯铋 (四四)、实验步骤、实验步骤 1配制样品，将合金按质量百分数配备。Bi%1008058300Sn%0204270100以上五个样品分别装入不锈钢样品管中，插上温度探头套管，连接仪器，接通电源， 按下图设定实验温度：1电源开关 2定时按钮 3切换工作、置数工作状态 4、5、6、7温度设定8、9指示灯 10、11、12数字显示窗口图 123 SWKY
4、 数字控温仪 2定时设定：时间间隔设定 30s，从 099s 之间按上下键 2 按钮调节。3温度设定：打开电源后，设定温度对话框内显示 320，此时根据所测样品的实际温度范围按 4、5、6、7 四个按钮分别调节对话框数值，以下表各成分对应的温度设定温度，从 09 依次上调到所需温度。成分Bi%Sn%80%Bi58%Bi30%Bi温度设定2702302001001204温度传感器探头插入炉膛内，可控硅升降温电炉面板“内控”“外控”开关扳至 “外控”，把冷风量旋钮逆时针旋转到底（最小），加热量旋钮顺时针旋转到底（最大）， 按下键 3 使工作指示灯亮，此时加热电压表指针满负荷摆动，即加热升温开始。当
5、温度上 升至设定温度时，温度能过冲 1015左右，这时将左边冷风量调节旋钮顺时针旋转至 6V，此时系统开始降温，当定时器每报时一次按一下置数，记录一次温度，冷却速度即不 能太快，也不能太慢，最好保持降温速度为 34/30s，直至最低相变点出现后在读取 45 个数据，依次测完 5 个样品，即可停止实验。 实验结束后，整理实验设备、台面，经指导教师签字后方可离开实验室。 1 数据处理以温度为纵坐标，时间、百分组成为横坐标作出 SnBi 二元合金步冷曲线及相图。(五五)、思考题、思考题 1金属熔融体冷却时，冷却曲线上为什么会出现转折点？纯金属、低共熔金属及合金 等的转折点各有几个？曲线形状为何不同？
6、 答：因为金属熔融系统冷却时，由于金属凝固反复热对体系散热发生一个补偿，因而 造成冷却线上的斜率发生改变，出现折点。纯金属、低共融金属各出现一个水平段，合金 出现一个折点和一个水平段。由于曲线的形状与样品熔点温度和环境温度、样品相变热的 多少、保温加热炉的保温性能和样品数量均有关系、所以样品的步冷曲线是不一样的。对 于纯金属和低共融金属来说只有一个熔点，所以只出现平台。而对于合金来说，先有一种 金属析出，然后 2 种再同时析出，所以会出现一个折点和一个平台。 2测得的各样品低共熔点不一致的可能原因。答：低共熔点的大小与保温加热炉的保温性能和样品的数量均有关系，所以样品的低 共熔点大小存在误差的。另外，实验过程存在一定的误差，导致低共熔点存在误差
