凝固曲线及反应曲线共48页
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《融化和凝固》融凝曲线解析课在我们的日常生活中,融化和凝固的现象无处不在。
从冰的融化成水,到蜡烛受热融化后凝固,这些看似简单的过程背后,蕴含着丰富的物理知识。
而理解融凝曲线,则是深入探究这一现象的关键。
首先,让我们来明确一下什么是融化和凝固。
融化,简单来说,就是固体变成液体的过程,比如冰块在温度升高时变成水。
而凝固则恰恰相反,是液体变成固体的过程,像水在低温下变成冰。
那么,融凝曲线又是什么呢?融凝曲线其实是一种用来描述物质在融化和凝固过程中温度随时间变化的图形。
通过对融凝曲线的研究,我们能够清晰地了解物质在这两个过程中的特性。
以冰的融凝曲线为例。
当我们对冰进行加热时,冰的温度会逐渐上升。
但是,在达到熔点之前,温度上升的速度相对较快。
一旦达到熔点,也就是 0 摄氏度,冰开始融化。
在这个融化的过程中,尽管我们持续加热,但温度会保持不变,直到冰完全融化成水。
这个阶段在融凝曲线上就表现为一段水平的线段。
为什么在融化过程中温度会保持不变呢?这是因为在融化时,所提供的热量都被用于打破固体分子之间的结合力,使它们能够自由移动,从固态转变为液态。
只有当固态完全转变为液态后,继续加热,温度才会再次上升。
凝固的过程与融化相反。
当水的温度降低到凝固点 0 摄氏度时,水开始凝固。
在凝固的过程中,同样会出现温度保持不变的阶段,直到水完全凝固成冰。
融凝曲线对于我们理解物质的性质和实际应用都具有重要的意义。
在材料科学领域,通过研究不同材料的融凝曲线,可以帮助我们选择合适的材料用于特定的用途。
比如,在制造电子设备时,需要使用具有特定融凝特性的材料来确保设备在不同温度环境下的稳定性和可靠性。
在工业生产中,融凝曲线也发挥着重要作用。
例如,在金属铸造过程中,了解金属的融凝曲线可以控制铸造的温度和时间,从而获得质量优良的铸件。
在日常生活中,融凝曲线的知识也能帮助我们更好地处理一些问题。
比如,在储存食物时,我们需要知道食物的融凝特性,以选择合适的储存温度,防止食物变质。
实验一铸件凝固动态曲线测定1.实验目的合金液相线到固相线之间的温度间隔谓之结晶间隔,凝固过程中逐渐液相线等温面和固相线等温面之间的区域谓之凝固区域,反映凝固区域由表及里推移的最直观方法是凝固动态曲线,凝固区域是液固并存区。
它的宽、窄、结构,向铸件中推进的速度以及最终推进到铸件中心的时间,对铸件的质量,如缩孔、缩松热裂,偏析等的形成都有影响。
因此它是研究铸件凝固问题重要领域之一。
本实验的目的在于学会测定铸件凝固动态曲线,对凝固区域结构建立起直观认识,验证铸件凝固的平方根定律。
2.实验原理如下图所示,由一维铸件表面至中心安放六根热电偶测得相应的六条冷却曲线,如图(a)所示,再以时间为横坐标轴,以铸件表面至中心的六根热电偶的安装位置,即以铸件表面至中心之距离为纵坐标轴,如图(a)每根冷却曲线与液相线和固相线的交点分别向下引出垂线,与各热电偶的位置线相交,得到的相应交点,把交点连接起来就构成了凝固动态曲线,所得之图即为凝固动态图如图(c)所示。
图(c)左边曲线同液相线相对应(如有过冷,则与一个略低的等温线相对应)。
它表示不同时间铸件断面中凝固开始的部位,故谓之“凝固始液”。
它实质上表示了铸件断面中液相线等温面从铸件表面向中心推进,在不同时间所处之部位,该曲线之斜率就表示液相线等温面向中心推进至速度。
图(c)右边曲线同固相线相对应,它表示不同时间铸件断面中凝固结束的部位,故谓之“凝固终夜”。
它实质上表示了铸件断面中固相线等温面在不同时间时所处之部位,它的斜率就表示了固相线等温面向铸件中心推进的速度。
在凝固动态图(c)上可以看出具有结晶间隔的合金在每个时间,从铸件表面至中心参在固相区(铸件表面至凝固终液),凝固区(凝固终波至凝固始波之垂直距离)和液相区三个区域。
在图上可以看出铸件凝固过程即是凝固区域不断推向铸件中心液相区随之不断缩小以至于消失之过程。
凝固终波到达铸件中心就表示铸件凝固过程已经结束。
所以动态曲线测定原理实际上就是把具有温度-时间坐标的多根冷却曲线转变成具有距离-时间坐标的凝固动态曲线图。