二组分合金相图 1 引言 1
1 实验目的 (1) 用热分析法(步冷曲线法)测绘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校正方法
(3) 学会使用自动平衡记录仪
2 实验原理 (1) 二组分合金相图 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
二组分相图已得到广泛的研究和应用
固－液相图多用于冶金、化工等部门
较为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，最典型的为Cu -Ni 系统； ② 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； ③ 液相完全互溶，而固相部分也互溶的系统，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）
(2) 热分析法（步冷曲线法） 热分析法（步冷曲线法） 是绘制凝聚体系相图时常用的方法
它是利用金属及合金在加热或冷却过程中发生相变时，潜热的释出或吸收及热容的突变，使得温度-时间关系图上出现平台或拐点，从而得到金属或合金的相转变温度
由热分析法制相图，先做步冷曲线，然后根据步冷曲线作图
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，通过记录仪记录下温度随时间变化的曲线（步冷曲线）
以合金样品为例，当熔融的体系均匀冷却时（如图1
1 所示），如果系统不发生相变，则系统温度随时间变化是均匀的，冷却速率较快（如图中 ab 线段）；若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，系统冷却速率减慢，步冷曲线上出现转折（如图中 b 点）
当熔液继续冷却到某一点时（如图中 c 点），此时熔液系统以低共熔混合物的固体析出
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
