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7二组分固液相图的绘制(第2页)

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配制一系列不同组成的样品,测定步冷曲线,找出转折点温度及平台温度,将温度与组成关系绘制在坐标系中,连接各点,即得二组分固液相图。

对于本实验所测定的铅锡体系,由于两种金属的固相在一定条件下能够形成合金,属于部分互溶固**系。

部分互溶固**系相图与具有简单低共熔点的二组分相图相比,多了一个或两个固溶区(又称合金区),如图217所示。

图217铅锡固液相图

从相图上可以看出,铅锡固液相图,同样具有液相区、固相区和固液共存区,但在两侧还各有一个固溶区。

左侧以铅为主要成分的固溶区称为α区,右侧以锡为主要成分的固溶区称为β区。

当某一组分的体系温度从液相区下降至液相线时,开始析出的固体并非单纯的Pb或Sn,而是同时会析出α区或β区所对应的固溶体,其组成会沿ab线或fg线变化。

但液相组成仍会沿液相线下降,并最后降至低共熔点。

当液相完全干涸时,合金相的组成将沿bc线和gh线变化。

由于体系温度仍沿液相线改变,因此,采用步冷曲线法无法测出b、g、c、h各点,也无法进一步绘制出完整的相图,而只能绘制出与固相互不相溶的简单二组分固液相图类似的图形。

合金区的存在及abc、fgh曲线的绘制,可利用金相显微镜、X射线衍射及化学分析等手段进行推测。

利用本实验数据绘制相图时,请根据文献值补充合金区数据,绘制出完整的相图。

某些体系在析出固体时,会出现“过冷”

现象,即温度到达凝固点时不发生结晶,当温度到达凝固点以下几度时才出现结晶,出现结晶后,体系的温度又回到凝固点。

在绘制步冷曲线时,会出现一个下凹。

在确定凝固点温度时,应以折线或平台作趋势线,获得较为合理的凝固点,如图218所示。

图218过冷现象

三、仪器与试剂

仪器:JX3D金属相图实验装置,电子分析天平。

试剂:铅粒,锡粒,石墨粉。

四、实验步骤

1. 配制样品

分别配制含铅量为100%、80%、60%、38.1%、20%、0%的铅锡混合物100g,装入6个样品管中。

样品上覆盖一层石墨粉以防止加热时金属氧化。

2. 仪器的安装

将加热装置与控温装置连接好,把测温探头插入到样品管中,加热装置上的加热控温开关拨到“1档”

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