合金相图实验报告环境系 环 21 班 2025010587 张竞杰 2025 年 1 月 6 日星期二一、实验目的：1．用热分析法（步冷曲线法）测绘 Bi-Sn 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。二、实验原理较为简单的二组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 系统，本实验讨论的 Bi-Sn 系统就是这一种。在低共溶温度下，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容的突变，来得到金属或合金中相转变的温度的方法。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，假如系统不发生相变，则系统的温度随时间的变化是均匀的，冷却速度较快（如图中 ab 线段）；若再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，系统的冷却速度减慢，步冷曲线出现转折（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，因此步冷曲线上出现水平线段（如图中 cd 线段）；当熔液完全凝固以后，温度才迅速下降（如图中 de 线段）。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的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。三、仪器与药品计算机及其接口（清华大学化学系研制）、铜-康铜热电偶一支、电炉三个、调压器三个、样品玻璃试管 5 个、样品试管夹一个、小保温杯一个（没有用到）、测水沸点仪一套（共用）、纯锡、纯铋、松香、液体石蜡、温度测量控制仪（CK-1(A)型 北京林元佳业科技有限公司）四、实验步骤1．打开电源，检查仪器装置与药品。2．测量样品的步冷曲线。打开计算机，选择数据采样...
