第13讲-热容VIP免费

Ø热容的基本概念Ø热容的实验规律Ø热容的基本理论(经典、量子理论)1.2影响热容的因素1.1固体的热容Ø温度Ø结构,相变Ø合金元素,化合物1.3热容的测量原理与热分析方法第一章材料的热学性能第一页，共十八页。1.3比热容的测量与热分析1.3.1.比热容的常用测量方法一.量热计法.(适用于低温和中温测比热)二.撒克司法.(适用于高温测比热)三.斯密特法.（适用测比热与转变潜热）1.3.2.热分析方法一.简单(普通)热分析;二.示差热分析DTA(微分热分析);三.差动扫描量热法DSC.1.3.3.热分析的应用第二页，共十八页。一.量热计法.高温→低温(试样被冷却)：正向量热计法低温→高温(试样被加热):反向向量热计法.研究淬火钢的回火，冷加工金属的再结晶。TqcmQcmTTQpf)(:,001量为水和量热计吸收的热2.电阻加热法：)(122TTmRtIpc中低温确定比热方法,忽略了量热计与外界的热交换.1.混合法：第三页，共十八页。二.撒克司法（适用于高温,修正了与外界的热散耗）思考：加热箱子，电阻丝，示差热电偶的作用各是如何思想:试样1与箱子2(量热计)保持恒温,以避免热损耗.办法:同时加热试样1与箱子2.采用温差热电偶dtdTmcdtdQWsPNoImage)(BsBsTTdtddtdTdtdT箱子温差热电偶测温热电偶试样第四页，共十八页。三.斯密特法（适用测比热与转变潜热）温差(试样与容器)恒定,热流Φ恒定BBBMTCt:容器)(:bbssssMCMCTt容器试样)(:rrbbrrMCMCTt容器标样以上可得:热流Φ,转变潜热:tMs第五页，共十八页。1.3.2.热分析方法简单热分析;示差热分析DTA;差动扫描量热DSC.第六页，共十八页。n简单热分析：加热冷却中的热效应所产生的温度T~t时间关系图的分析技术。应用：用于研究恒温转变（纯金属或合金的凝固），过冷转变等。一、简单热分析方法时间t温度TT1T2温度T时间t第七页，共十八页。二、示差热分析法（DifferentialthermalanalysisDTA）DTA热分析方法:利用在相同条件下加热或冷却时试样和标准样(参比物)的温度差与温度或时间关系对组织结构分析的一种技术。注意:参比物在整个测试的温差范围内不发生分解,相变,破坏,也不与被测物反应,同试样的比热容,热传导系数相接近.如钢铁材料常用镍,硅酸盐材料常用高温煅烧的Al2O3,MgO作参比物。第八页，共十八页。DTA热分析方法的实验原理TΔT标样试样ΔTTDTA曲线和温度T的关系DTA分析测量示意图思考：放热与吸热峰的区别用途：确定组织转变的起始温度，DTA峰的面积与该峰的热焓成正比。优点：灵敏度高，自动控制，中低温下作定量分析，高温下的定性分析。第九页，共十八页。差动扫描量热法（DifferentialscanningcalorimetryDSC）用差动方法测量加热或冷却过程中，在试样和标样的温度差保持为零时，所要补充的热量与温度和时间的关系的分析技术。第十页，共十八页。DTA与DSC方法的实验原理比较TΔT标样试样TΔT标样试样差动热量补偿器DTADSC优点:精确度高、定量分析(700度以下)第十一页，共十八页。单斜－ZrO2g/cm3：5.56四方－ZrO2g/cm3：6.1立方－ZrO2g/cm3：6.271170°C液相2370°C2715°C温度变化时发生晶相转变，引起体积膨胀.第十二页，共十八页。ZrO2的差热分析曲线9001000110012001300温度(°C)99%ZrO2，19500C预烧第十三页，共十八页。1.3.2.热分析的应用金属及合金钢的加热或冷却过程组织转变的热效应液态-固态各种亚稳态的组织转变有序-无序转变第十四页，共十八页。一、建立合金的相图热效应测量温区宽（可达2000度，变温速度小于5度/分，保护氩气）凝固峰与共晶峰，液态线（峰的起始点）与共晶线（峰值温度）ABrB×100第十五页，共十八页。二、研究SUJ2钢的过冷奥氏体转变(一）测量等温转变曲线：实验仪器：炉子：加热炉（830度通氩气），等温炉标准样：（NiCr合金WCr=10%);试样：棒状：示差热测量装置：差热峰：奥矢体分解（金相法校验）mVE/st/200s320度52s520度mmLmm15~10,5.1~1第十六页，共十八页。三、研究有序-无序转变Ni3Fe合金:有序态:稳定的低能态五序态:亚温(高能)态300400500600T/°CCp无序态有序态350470有序态（b）（a）完全无序态吸热峰无序态第十七页，共...