物理化学实验金属相图测量.

实验30 二组分金属相图的测定预习要求1．理解热分析法。

2．理解步冷曲线上的转折点及停歇线表示的含义。

3．本实验所测定的Zn-Sn二组分，在液相及固相的相互溶解情况。

4．使用热电偶测量温度时的注意事项。

（参阅附录1.2.3）实验目的1．用热分析法（步冷曲线法）绘制Zn-Sn二组分金属相图。

2．掌握热电偶测量温度的基本原理和自动平衡记录仪的使用方法。

实验原理简单的二组分金属相图主要有三种：①液相完全互溶，凝固后固相也能完全互溶成固溶体的系统，如Cu-Ni，溴苯-氯苯；②液相完全互溶，固相完全不互溶的系统，如Bi-Cd；③液相完全互溶，固相部分互溶的系统，如Pb-Sn。

本实验研究的Zn-Sn系统属于第二种。

在低共熔温度下，Zn在固相Sn中的最大溶解度为w Zn=0.09。

热分析法是绘制金属相图的基本方法之一，即利用金属或合金在加热或冷却过程中发生相变时，相变热的吸收或释放引起热容的突变，来得到金属或合金中相转变温度的方法。

通常的做法是将金属或合金加热至全部熔化，然后让其在一定的环境中自行冷却，每隔一定时间记录一次温度，表示温度与时间关系的曲线，即为步冷曲线（见图3-13）。

当熔融的系统均匀冷却时，如果不发生相图3-13步冷曲线变，则系统温度随时间的变化是均匀的，冷却速度较快（如图中ab线段）；若在冷却过程中发生相变，由于在相变过程中伴随着放热，所以系统的冷却速率减慢，步冷曲线上出现转折（如图中b点）；当系统继续冷却到某一温度时（如图中c点），系统中有低共熔混合物析出，步冷曲线出现温度的“停顿”；在低共熔混合物全部凝固以前，系统温度保持不变，因此步冷曲线上出现水平线段（如图中cd线段）；当系统完全凝固后，温度又开始下降（如图中de线段）。

图3-14 固相完全不互溶的A-B二组分金属相图及其步冷曲线由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物系统，可以根据它的步冷曲线得到有固体析出的温度和低共熔温度。

根据一系列组成不同系统的步冷曲线各转折点、停歇线的温度，即可画出二组分系统的相图（温度-组成图）。

物理化学实验报告⼆组分简单共熔合⾦相图绘制⼀、实验⽬的1．掌握步冷曲线法测绘⼆组分⾦属的固液平衡相图的原理和⽅法。

2、了解固液平衡相图的特点，进⼀步学习和巩固相律等有关知识。

⼆、主要实验器材和药品1、仪器：KWL-II⾦属相图(步冷曲线)实验装置、微电脑控制器、不锈钢套管、硬质玻璃样品管、托盘天平、坩埚钳2、试剂：纯锡（AR）、纯铋（AR）、⽯墨粉、液体⽯蜡三、实验原理压⼒对凝聚系统影响很⼩，因此通常讨论其相平衡时不考虑压⼒的影响，故根据相律，⼆组分凝聚系统最多有温度和组成两个独⽴变量,其相图为温度组成图。

较为简单的组分⾦属相图主要有三种:⼀种是液相完全互溶，凝固后固相也能完全⽡溶成固体混合物的系统最典型的为Cu- Ni系统;另⼀种是液相完全互溶，⽽固相完全不互溶的系统,最典型的是Bi- Cd 系统;还有⼀种是液相完全互溶，⽽固相是部分互溶的系统，如Pb- Sn或Bi- Sn系统。

研究凝聚系统相平衡,绘制其相图常采⽤溶解度法和热分析法。

溶解度法是指在确定的温度下，直接测定固液两相平衡时溶液的浓度，然后依据测得的温度和溶解度数据绘制成相图。

此法适⽤于常温F易测定组成的系统，如⽔盐系统。

热分析法(步冷曲线法)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和最基本的实验⽅法。

它是利⽤⾦属及合⾦在加热和冷却过程中发⽣相变时，潜热的释出或吸收及热容的突变，来得到⾦属或合⾦中相转变温度的⽅法。

其原理是将系统加热熔融，然后使其缓慢⽽均匀地冷却，每隔定时间记录⼀次温度，物系在冷却过程中温度随时间的变化关系曲线称为步冷曲线(⼜称为冷却曲线)。

根据步冷曲线可以判断体系有⽆相变的发⽣。

当体系内没有相变时，步冷曲线是连续变化的;当体系内有相变发⽣时，步冷曲线上将会出现转折点或⽔平部分。

这是因为相变时的热效应使温度随时间的变化率发⽣了变化。

因此，由步冷曲线的斜率变化可以确定体系的相变点温度。

测定不同组分的步冷曲线，找出对应的相变温度，即可绘制相图。

实验30 二组分金属相图的测定预习要求1．理解热分析法。

2．理解步冷曲线上的转折点及停歇线表示的含义。

3．本实验所测定的Zn-Sn二组分，在液相及固相的相互溶解情况。

4．使用热电偶测量温度时的注意事项。

（参阅附录1.2.3）实验目的1．用热分析法（步冷曲线法）绘制Zn-Sn二组分金属相图。

2．掌握热电偶测量温度的基本原理和自动平衡记录仪的使用方法。

实验原理简单的二组分金属相图主要有三种：①液相完全互溶，凝固后固相也能完全互溶成固溶体的系统，如Cu-Ni，溴苯-氯苯；②液相完全互溶，固相完全不互溶的系统，如Bi-Cd；③液相完全互溶，固相部分互溶的系统，如Pb-Sn。

本实验研究的Zn-Sn系统属于第二种。

在低共熔温度下，Zn在固相Sn中的最大溶解度为w Zn=0.09。

热分析法是绘制金属相图的基本方法之一，即利用金属或合金在加热或冷却过程中发生相变时，相变热的吸收或释放引起热容的突变，来得到金属或合金中相转变温度的方法。

通常的做法是将金属或合金加热至全部熔化，然后让其在一定的环境中自行冷却，每隔一定时间记录一次温度，表示温度与时间关系的曲线，即为步冷曲线（见图3-13）。

当熔融的系统均匀冷却时，如果不发生相图3-13步冷曲线变，则系统温度随时间的变化是均匀的，冷却速度较快（如图中ab线段）；若在冷却过程中发生相变，由于在相变过程中伴随着放热，所以系统的冷却速率减慢，步冷曲线上出现转折（如图中b点）；当系统继续冷却到某一温度时（如图中c点），系统中有低共熔混合物析出，步冷曲线出现温度的“停顿”；在低共熔混合物全部凝固以前，系统温度保持不变，因此步冷曲线上出现水平线段（如图中cd线段）；当系统完全凝固后，温度又开始下降（如图中de线段）。

图3-14 固相完全不互溶的A-B二组分金属相图及其步冷曲线由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物系统，可以根据它的步冷曲线得到有固体析出的温度和低共熔温度。

根据一系列组成不同系统的步冷曲线各转折点、停歇线的温度，即可画出二组分系统的相图（温度-组成图）。

金属相图实验报告金属相图实验报告引言：金属相图是研究金属合金组成与相变关系的重要工具。

通过实验研究金属相图，可以深入了解金属合金的性质和特点，为金属材料的设计和制备提供依据。

本报告将介绍我们在研究金属相图方面的实验过程和结果。

实验目的：本次实验的目的是通过合金的制备和相图的测定，了解金属合金的相变规律以及不同组成对合金性质的影响。

实验步骤：1. 材料准备：我们选择了两种金属元素A和B，分别为铝和铜。

准备了不同比例的A、B两种元素的粉末样品。

2. 合金制备：根据不同比例的A、B元素，按照一定的配比将两种元素的粉末混合均匀，并加入适量的助熔剂。

然后，将混合物放入高温炉中进行熔炼，得到不同组成的合金坯料。

3. 合金样品制备：将熔炼得到的合金坯料进行切割和打磨，得到所需的合金样品。

4. 相图测定：使用X射线衍射仪对合金样品进行相分析，得到合金的相组成和相变温度。

实验结果：通过实验测定，我们得到了铝铜合金的相图如下：（在这里可以插入相图的简化示意图）从相图中可以看出，当铝和铜的比例在一定范围内时，合金呈现单相固溶体的形态。

当铝和铜的比例超过某个临界值时，合金会发生相分离，形成两个相区。

在相分离的过程中，合金的硬度和强度会发生显著变化。

讨论与分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 合金的相变行为受元素比例的影响：当元素比例在一定范围内时，合金呈现单相固溶体的形态；当元素比例超过临界值时，合金会发生相分离。

2. 合金的性能与相变有关：相分离过程中，合金的硬度和强度会发生变化。

这是因为不同相的结构和成分不同，导致了合金性能的差异。

3. 金属相图的研究对材料设计具有指导意义：通过对金属相图的研究，可以预测合金的相变行为和性能变化，为合金材料的设计和制备提供依据。

结论：通过本次实验，我们成功研究了铝铜合金的相图，并得出了相变行为和性能的相关结论。

金属相图的研究对于金属合金材料的设计和制备具有重要意义，对于提高材料性能和开发新材料具有指导作用。

实验 二组分固液金属相图的测绘I. 目的与要求一、 用热分析法测绘铅-锡二元金属相图，了解固-液相图的特点 二、 学会热电偶的制作、标定和测温技术 三、 掌握自动平衡记录仪的使用方法I I. 基本原理 一、二组分固-液相图人们常用图形来表示体系的存在状态与组成、温度、压力等因素的关系。

以体系所含物质的组成为自变量，温度为应变量所得到的T-x 图是常见的一种相图。

二组分相图已经得到广泛的研究和应用。

固-液相图多应用于冶金、化工等部门。

二组分体系的自由度与相的数目有以下关系：自由度 = 组分数 – 相数 + 2 （1）由于一般的相变均在常压下进行，所以压力P 一定，因此以上的关系式变为：自由度 = 组分数 – 相数 + 1 （2）又因为一般物质其固、液两相的摩尔体积相差不大，所以固-液相图受外界压力的影响颇小。

这是它与气-液平衡体系的最大差别。

图1以邻-、对-硝基氯苯为例表示有最低共熔点相图的构成情况：高温区为均匀的液相，下面是三个两相共存区，至于两个互不相溶的固相A 、B 和液相L 三相平衡共存现象则是固-液相图所特有的。

从式（2）可知，压力既已确定，在这三相共存的水平线上，自由度等于零。

处于这个平衡状态下的温度TE 、物质组成A 、B 和E x 都不可变。

TE 和E x 构成的这一点成为最低共熔点。

其它类型的固一液相图将在下面讨论。

二、热分析法和步冷曲线热分析法是相图绘制工作中常用的一种实验方法。

按一定比例配成均匀的液相体系，让它缓慢冷却。

以体系温度对时间作图，则为步冷曲线。

曲线的转折点表征了某一温度下发生相变的信息。

由体系的组成和相变点的温度作为T-x 图上的一个点，众多实验点的合理连接就成了相图上的一些相线，并构成若干相区。

这就是用热分析法绘制固-液相图的概要。

图1（b ）为与图1（a ）标示的三个组成相应的步冷曲线。

曲线（I ）表示将纯B 液体冷却至T B 时，体系温度将保持恒定，直到样品完全凝固。

实验八金属相图一、实验目的1、学会用热分析法测绘铅－锡二组分金属相图;2、掌握热分析法的测量技术；3、熟悉ZR-HX金属相图控温仪、ZR-08金属相图升温电炉等仪器。

二、基本原理相图是用以研究体系的状态随浓度、温度、压力等变量的改变而发生变化的图形，它可以表示在指定条件下存在的相数和各相的组成，对蒸汽压较小的二组分凝聚体系，常以温度-组成图来描述。

热分析法是绘制相图常用的基本方法之一。

这种方法是通过观察体系在冷却时温度随时间的变化关系，来判断有无相变的发生。

通常的做法是先将体系全部融化，然后让其在一定环境中自行冷却，并每隔一定时间记录一次温度，以温度（T）为纵坐标，时间（t）为横坐标，画出步冷曲线。

当体系均匀冷却时，如果体系不发生相变，则体系的温度随时间的变化将是均匀的，冷却也较快（如图8-1中ab线段）。

若在冷却过程中发生了相变，由于在相变过程中伴随着热效应，所以体系温度的降温速度随时间的变化将发生改变，体系的冷却速度减慢，步冷曲线就出现转折（如图8-1中bc 线段）。

当熔液继续冷却到某一点时，由于此时熔液的组成已达到最低共熔混合物的组成，故有最低共熔混合物析出，在最低共熔混合物完全凝固以前，体系温度保持不变，因此步冷曲线出现平台（如图中cd线段）。

当熔液完全凝固后，温度才迅速下降（见图中de线段）。

由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物体系来说，可以根据它的步冷曲线，判断有固体析出时的温度和最低共熔点的温度。

如果作出一系列组成不同的体系的步冷曲线，从中找出各转折点，即能画出二组分体系最简单的相图（温度-组成图）。

不同组成熔液的步冷曲线与对应相图的关系可以从8-2中看出。

图8-2 图8-1 用热分析法测绘相图时，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。

三、仪器和试剂ZR-HX金属相图控温仪ZR-08金属相图升降温电炉铅（C.P.）锡（C.P.）四、操作步骤1、配制样品：测试样品分别为纯锡、含锡量为20％、40％、61.9％、80％的铅－锡混合样和纯铅六个试样，用分析天平按质量百分比严格称取，并确保六个试样的总质量均等于180g，将样品置于升温电炉中。

【实验名称】金属二相图的绘制【实验目的】1.用热分析（布冷曲线法）绘制Bi-Sn二组分金属相图2.掌握热电偶测量温度的基本原理和自动平衡记录仪的使用方法【实验原理】较为简单的二组份金属相图主要有三种: 一种是液相完全互溶, 凝固后, 故乡也能完全互溶成固熔体的系统, 最典型的为Cu-Ni系统；另一种是液相完全互溶而固相完全不互溶, 最典型的是Bi-Cd系统；还有一种是液相完全互溶, 而固相是部分互溶的系统, 如Pb-Sn系统。

本实验研究的Bi-Sn系统就是这一种。

在低共熔温度下, Bi在固相Sn中最大溶解度为21%（质量百分数）。

热分析法（步冷曲线法）是绘制相图的基本方法之一。

它是利用金属及合金在加热和冷却过程中发生相变时, 潜热的释出或吸收及热熔的突变, 来得到金属或合金中相转变温度的方法。

通常的做法是先将金属或合金全部熔化, 然后让其在一定的环境中自行冷却, 并在记录仪上自动画出温度随时间变化的步冷曲线。

当熔融的系统均匀冷却时, 如果系统不发生相变, 则系统的温度随时间的变化是均匀的, 冷却速率较快, 相应的步冷曲线的斜率也比较大；若在冷却过程中发生了相变, 由于在相变过程中伴随着放热效应, 所以系统的温度随时间变化的速率发生改变, 系统的冷却速率减慢, 步冷曲线上出现转折。

当熔液继续冷却到某一点时, 此时的熔液系统以低共熔混合物的固体吸出。

在低共熔混合物全部凝固以前, 系统温度保持不变, 因此步冷曲线上出现水平线段；当熔液完全凝固后, 温度才迅速下降。

由此可知, 对组成一定的二组分低共熔混合物系统, 可以根据它的步冷曲线得出有固体析出的温度和低共熔点温度。

根据一系列组成不同系统的步冷曲线的各转折点, 即可画出二组分系统的相图（温度-组成图）。

用热分析法（步冷曲线法）绘制相图时, 被测系统必须时时处于或接近相平衡状态, 因此冷却速率要足够慢才能得到较好的结果。

【实验仪器与药品】热电偶1支；电炉3个；调压器2个；5支硬制玻璃试管, 分别装有Bi质量百分比分别为30%、57%、80%的Bi-Sn合金, 及纯Bi、纯Sn；测水沸点仪1套（共用）；自动平衡记录仪1台。

差热分析法测‎定P b-Sn的金属相‎图一、实验目的和要‎求1.用热分析法测‎绘Pb-Sn二元金属‎相图，并掌握应用步‎冷曲线数据绘‎制二元体系相‎图的基本方法‎；2.了解步冷曲线‎及相图中各曲‎线所代表的物‎理意义；二、实验原理相是指体系内‎部物理性质和‎化学性质完全‎均匀的一部分‎。

相平衡是指多‎相体系中组分‎在各相中的量‎不随时间而改‎变。

研究多相体系‎的状态如何随‎组成、温度、压力等变量的‎改变而发生变‎化，并用图形来表‎示体系状态的‎变化，这种图就叫相‎图。

将某一物质进‎行加热或冷却‎，在这样的过程‎中，若有物相变化‎发生，如发生熔化、凝固、晶型转变、分解、脱水等相变时‎，总伴随着有吸‎热或放热的现‎象。

两种混合物若‎发生固相反应‎，也有热效应产‎生。

因此，在体系的温度‎——时间曲线上就‎会发生顿、折，但在许多情况‎下（例如在试样的‎来源有限，量很少），体系中发生的‎热效应相当小‎，不足以引起体‎系温度有明显‎的突变，从而温度——时间曲线的顿‎、折并不显著，甚至根本显不‎出来。

在这种情况下‎，常将有物相变‎化的物质和一‎个基准物质（或参比物，即在实验温度‎变化的整个过‎程中不发生相‎变、没有任何热效‎应产生，如Al2O3‎、MgO等）在相同的条件‎下进行加热或‎冷却时，一旦样品发生‎相变，则在样品和基‎准物之间产生‎温度差。

测定这种温度‎差，用于分析物质‎变化的规律，称为差热分析‎。

本实验采用热‎分析法绘制相‎图，其基本原理：先将体系加热‎至熔融成一均‎匀液相，然后让体系缓‎慢冷却，①体系内不发生‎相变，则温度--时间曲线均匀‎改变；②体系内发生相‎变，则温度--时间曲线上会‎出现转折点或‎水平段。

根据各样品的‎温度--时间曲线上的‎转折点或水平‎段，就可绘制相图‎。

纯物质的步冷‎曲线如①、⑤所示，如①从高温冷却，开始降温很快‎，a b线的斜率‎决定于体系的‎散热程度，冷到Ａ的熔点‎时，固体Ａ开始析‎出，体系出现两相‎平衡（液相和固相Ａ‎），此时温度维持‎不变，步冷曲线出现‎水平段，直到其中液相‎全部消失，温度才下降。

二组分金属相图实验报告引言相图是研究材料中不同组成和温度下的相变行为的重要工具。

本实验旨在通过实验方法确定二组分金属的相图，并分析其中的相变行为。

本文将详细介绍实验步骤和结果分析。

实验步骤1.准备实验样品：选择两种金属材料作为二组分金属，确保样品的纯度和尺寸一致。

2.预处理样品：将样品进行打磨和清洗，以去除表面的污垢和氧化物。

3.制备样品：根据所选金属的摩尔比例，按照一定量的金属材料进行混合。

4.烧结样品：将混合后的金属样品放入高温炉中进行烧结，以提高样品的致密度和稳定性。

5.测量温度：使用热电偶或红外测温仪测量样品的温度，记录下相变发生的温度。

6.观察样品：在不同温度下，观察样品的形态和颜色变化，记录下不同相变的特征。

7.绘制相图：根据实验结果，绘制出二组分金属相图。

实验结果根据实验步骤进行了一系列实验操作，最终得到了二组分金属的相图。

以下是实验结果的描述：1.样品形态观察：在低温下，样品呈现均匀的颗粒状结构；随着温度的升高，样品颗粒开始融化并形成液相；继续升温，液相逐渐变稀，最终完全蒸发。

2.相变温度测量：通过测量不同温度下的样品温度，确定了相变温度的范围。

在特定温度区间内，观察到样品的相变行为，例如固相到液相的转变。

3.绘制相图：根据实验结果，绘制出了二组分金属的相图。

相图中标注了不同相的温度范围和相变类型，有助于进一步理解材料的组成和结构。

结果分析通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1.样品的相变行为受温度影响较大，在一定温度范围内发生相变。

2.不同组成的金属样品可能具有不同的相变温度范围和相变类型。

3.相图的绘制可以帮助我们理解材料的相变行为，进一步研究其性质和应用。

结论本实验通过实验方法确定了二组分金属的相图，并分析了其中的相变行为。

实验结果表明，在特定温度范围内，不同金属组成的样品会发生相变，形成不同的相。

相图的绘制有助于进一步研究材料的性质和应用。

参考文献[参考文献1]：作者1, 标题1, 期刊名1, 年份1. [参考文献2]：作者2, 标题2,期刊名2, 年份2.。

金属相图实验报告实验目的，通过实验，了解金属相图的基本原理和实验方法，掌握金属相图的绘制和解析技术。

实验仪器及材料，金属样品、金相显微镜、金相磨削机、金相腐蚀液、金相显微镜照相系统等。

实验原理，金属相图是描述金属在不同温度和成分条件下相变关系的图表。

金属相图的绘制是通过实验测定金属在不同温度和成分条件下的相组成，并绘制成图表。

金属相图的解析是通过对金属相图的分析，了解金属的相变规律和相变温度，以及不同成分对金属相结构的影响。

实验步骤：1. 样品的制备，将金属样品切割、磨削、腐蚀，制备成适合金相显微镜观察的试样。

2. 金相显微镜观察，使用金相显微镜对试样进行观察，观察金属的组织结构和相组成。

3. 绘制金属相图，根据实验数据，绘制金属相图，标注出不同组织结构和相组成的区域。

4. 金属相图的解析，分析金属相图，了解金属的相变规律和相变温度，以及不同成分对金属相结构的影响。

实验结果与分析，通过实验，我们得到了金属样品在不同温度和成分条件下的相组成和组织结构，绘制出了金属相图。

通过对金属相图的分析，我们了解到不同成分对金属相结构的影响，以及金属的相变规律和相变温度。

这些结果对于我们深入了解金属材料的性能和应用具有重要意义。

实验结论，金属相图是描述金属在不同温度和成分条件下相变关系的图表，通过实验测定金属在不同温度和成分条件下的相组成，并绘制成图表。

金属相图的解析能够帮助我们了解金属的相变规律和相变温度，以及不同成分对金属相结构的影响。

这对于金属材料的研究和应用具有重要意义。

实验总结，通过本次实验，我们对金属相图的基本原理和实验方法有了更深入的了解，掌握了金属相图的绘制和解析技术。

这将对我们今后的学习和科研工作有着重要的指导意义。

参考文献：[1] 《金属学基础》，XXX，XXX出版社，200X年。

[2] 《金属相图原理与应用》，XXX，XXX出版社，200X年。

以上为金属相图实验报告内容，谢谢阅读。

《物理化学实验》讲义 第三部分 实验 德州学院化学系 王敦青二组分固---液相图的绘制一、实验目的1.学会用热分析法测绘Sn —Bi 二组分金属相图。

2.了解热分析法测量技术。

3.掌握SWKY 数字控温仪和KWL-08可控升降温电炉的基本原理和使用。

二、预习要求了解纯物质的步冷曲线和混合物的步冷曲线的形状有何不同，其相变点的温度应如何确定。

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。

当熔融体系在均匀冷却过程中无相变化时，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，则因体系产生之相变热与自然冷却时体系放出的热量相抵偿，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1所示的形状。

图1 根据步冷曲线绘制相图 拐点后，开始有固体凝固出来，液相成分不断变化，平衡温度也不断随之改变，直到达到其低共熔点温度，体系平衡，温度保持不变（平台）；直到液相完全凝固后，温度又迅速下降。

用热分析法测绘相图时，被测体系必须时时处于或接近相平衡状态，因此必须保证冷却速度足够慢才能得到较好的效果。

此外，在冷却过程中，一个新的固相出现以前，常常发生过冷现象，轻微过冷则有利于测量相变温度;但严重过冷现象，却会使折点发生起伏，使相变温度的确定产生困难。

见图2。

遇此情况，可延长DC 线与AB 线相交，交点E 即为转折点。

图3是二元金属体系一种常见的步冷曲线。

当金属混合物加热熔化后冷却时，由于无相变发生，体系的温度随时间变化较大，冷却较快（1~2段）。

若冷却过程中发生放热凝固，产生固相，将减小温度随时间的变化，使体系的冷却速度减慢（2~3段）。

金属相图实验报告实验目的，通过实验，了解金属相图的基本概念和实验方法，掌握金属相图的应用技能。

实验原理，金属相图是描述金属在不同温度和成分下的相变规律的图表，它可以直观地反映金属的组织结构和性能变化规律。

金属相图的绘制是通过实验测定金属合金在不同成分和温度下的相平衡关系，然后绘制成图。

金属相图的实验方法包括差热分析法、光学显微镜分析法、X射线衍射分析法等。

实验材料和设备，实验所用金属为铁-碳合金，实验设备包括差热分析仪、光学显微镜、X射线衍射仪等。

实验步骤：1. 制备铁-碳合金试样。

2. 使用差热分析仪对试样进行差热分析，得到合金的热力学性质。

3. 使用光学显微镜对试样进行金相分析，观察合金的显微组织。

4. 使用X射线衍射仪对试样进行晶体结构分析，得到合金的晶体结构信息。

5. 根据实验数据绘制铁-碳合金的金属相图。

实验结果与分析，通过实验，我们得到了铁-碳合金的金属相图，图中清晰地反映了合金在不同成分和温度下的相变规律。

同时，通过差热分析、金相分析和晶体结构分析，我们对合金的热力学性质、显微组织和晶体结构有了更深入的了解。

实验结论，金属相图是研究金属相变规律和指导金属材料加工的重要工具，通过本次实验，我们对金属相图的实验方法和应用技能有了进一步的掌握，对金属材料的研究和应用具有重要的意义。

实验总结，金属相图实验是金属材料科学与工程中的基础实验之一，通过实验，我们不仅可以了解金属的相变规律，还可以掌握金属相图的实验方法和应用技能，为金属材料的研究和应用提供了重要的支撑。

希望通过本次实验，能够对金属相图有一个更加深入的了解，为今后的学习和科研工作打下坚实的基础。

参考文献：[1] 王明, 李华. 金属相图实验技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2010.[2] 张强, 刘娟. 金属相图实验指导与实验[M]. 北京: 化学工业出版社, 2015.。

物理化学实验备课材料实验3 热电偶温度计的校正及金属相图一、基本介绍一个多相体系的状态可用热力学函数来表达，也可用几何图形来描述。

表示相平衡体系状态与影响相平衡强度因素关系的几何图形叫平衡状态图，简称相固，也叫状态图。

由于常见的影响相平衡的强度因素是温度、压力和浓度，所以也可以说，相图是描述多相体系的状态与温度、压力和组成关系的几何图形。

相平衡的研究对生产和科学研究具有重大意义。

钢铁和合金冶炼生产条件的控制、硅酸盐(水泥、耐火材料等)生产的配料比、盐湖中无机盐的提取等，都需要相干衡的知识。

又如对物质进行提纯(如制备半导体材料)、配制各种不同低熔点的金屑台金等，都要考虑到有关相干衡问题。

化工生产中产品的分离和提纯是非常重要的，其中溶解和结晶、冷凝和熔融、气化和升华等都属相交过程。

总之．由于相变过程和相干衡问题到处存在，研究和革捏相变过程的规体，用以解释有关的自然现象和指导生产甚为重要。

二、实验目的1、用热电偶—电位差计测定Bi—Sn体系的步冷曲线,绘制相图;2、掌握热电势法测定金属相图的方法；3、掌握热电偶温度计的使用,学习双元相图的绘制。

三、实验原理绘制固液二相平衡曲线的方法，常用的有溶解度法和热分析法。

溶解度法是指在确定的温度下，直接测定固液二相平衡时溶液的浓度，然后依据澜得的温度和相应的溶解度数据绘制成相固。

此法适用于常温下易澜定组成的体系，如水盐体系等。

热分析法是指在常温下不便直接澜定固液乎衡时溶液组成的体系(如合金和有机化合物的体系)．通常利用相变时的热效应来测定组成已确定之体系的温度，然后依据选定的一系列不同组成的二组分体系所测定的温度，绘制相图。

此法简单易行，应用顾广。

用热分析法测绘相图时，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。

体系温度的测量，可用水银温度计，也可选用合适的热电偶。

由于水银温度计的测量范围有限，而且其易破损，所以目前大都采用热电偶来进行测温。

实验五 金属相图1. 摘要最早研究Pb-Sn 熔点与组成关系是在19世纪20年代，在这类体系中所发现的 最低共熔组成被误认为是PbSn 3的化合物。

直至在Gibbs 推导出相律（1973~1976年间），继1886年Lechatelier Heney L 发现能够正确测量高温的铂-铂铑热电偶以后，奠定了热分析方法的基础。

现在，一般采用自动平衡记录仪或者电位差计测量温差电势，通过测定不同金属组成的合金熔融液的步冷曲线（简单热分析方法）绘制简单低共熔体系相图。

相律：关键词：低共熔点 三相线 相区 固熔体 2． 仪器与试剂暗丝管加热电炉 1只 调压变压器 1只 硬质玻璃样品管 6只 镍铬-镍硅热电偶（铠装） 2支 单笔自动平衡记录仪（或UJ-25型电位差计） 1台 冰水浴 铅（C.P ） 锡（C.P ） 铋（C.P ）（1）配制钝铅、纯锡以及含锡分别为20%、40%、61.9%、80%的样品管（各 管总量100克）（23．预习提问（1）什么叫步冷曲线，纯物和混合物的步冷曲线有何不同？（2）测定步冷曲线时应自何时开始记录数据或走纸为适宜？如何防止发生过冷现象？如有过冷发生，则相应相变点温度如何推求？（3）如何由步冷曲线绘制相图？出现固熔体的步冷曲线有何特征？（4）试述热电偶温度计的简单工作原理。

如何进行校正？（5）试述自动平衡记录仪的简单原理、使用及接线？4．操作加热使完全熔化后，轻轻搅匀，置热电偶于样品中部，注意加热惯性，控制缓慢升温超过熔点50C后冷却电炉调压，走纸，控制冷却速率为7~10C/min，直至最后折点以下均需注意热电偶的冷端为0 C5．数据和图象（1）文献数据最低共熔点：组成：61.9% 温度：456.9K（据H.穆拉契编著,原重工业部专家工作室译《有色冶金手册》P111）要求：所测最低共熔温度在455~459K，低共熔组成在61~63%（2）步冷曲线与金属相图（3）表格表2.5.1 体系步冷转折温度6．.点评(2)器材选配与操作技能由于立式冷却保温电炉不能人为地控制样品与冷却电炉的温差，使得高温段如纯 铅的平台难以测准，甚至拐点不明显，所以在实验的改进是利用自动控温回转管式电炉（RJK 系列管式电阻炉和DRZ -4型电炉温度控制器，见装置图2.5.1），可以获得在较短时间内成功绘制较佳相图的效果。

金属相图实验报告
实验目的
本次实验的目的是通过实验制备和观察不同元素之间的相图，
以了解金属材料的合金化规律和金属结构的变化。

另外，还可以
掌握一定的实验技能，加深对金属材料制备与应用的理解。

实验过程
在实验过程中，我们选择了几种典型金属元素，包括铜、锌、
铝等。

首先，我们将这些金属元素分别制备成相同大小并能被称
量的块状物。

然后，我们将它们加热，使其融化，然后混合均匀，最终制备出一种新的合金。

制备好的合金样品经过表磨和抛光处理后，我们使用金属显微
镜观察了它的微观结构，并通过相图实验样品的显微结构来对实
验的结果进行分析。

实验结果及分析
从实验结果来看，我们发现不同金属元素之间的化学成分及比例会严重影响合金的微观结构和性质。

合金中金属元素的含量、比例以及混合方式，对合金的微观结构和物理性质都有着重要的影响。

通过金属显微镜观察合金的微观结构，我们可以看到，合金中不同成分之间会发生化学反应，产生新的固态相和液态相，从而产生相图的变化。

并且，它们的结晶结构、晶格常数和热力学性质也与单个原素的结晶结构和性质有所不同。

总结
通过本次实验，我们了解到了金属材料的合金化规律和相图的基本变化规律，并深入了解了各种金属元素的结构和性质。

金属相图实验不仅可以加深我们对金属材料的理解，还可以为未来的科研和工业实践提供重要的参考依据。