Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Изграждане на фазова диаграма на калаено-оловната система чрез термичен метод и определяне на евтектичната точка

Топенето и кристализацията на веществото са фазов преход от първи ред и за чисти вещества топенето се характеризира с определена температура, която е константа на дадено вещество.
За разлика от чистите вещества, многокомпонентните смеси кристализират не при една температура, а в определен температурен диапазон. Следователно, топенето и кристализацията на сплав с определена концентрация се характеризира с температури на началото и края на кристализацията, които силно зависят от състава на сплавта.
За да се прецени зависимостта на температурата на кристализация на стопилките от техния състав, е удобно да се представят резултатите от измерването под формата на диаграма на състоянието. Диаграмата на състоянието е графично представяне на промяната в равновесното състояние на сплавите като функция на температурата и концентрацията. Очевидно е, че появата на диаграмата на състоянието е различна за различните комбинации от вещества и ще се определя от естеството на взаимодействието между компонентите на сплавта.
Най-простата форма на диаграма на състоянието е когато веществата имат неограничена разтворимост както в течна, така и в твърда фаза. Cu-Ni системи имат това свойство; Ag-о; Bi-Sb и др. Диаграмата на състоянието на такива сплави (като пура) е показана на фиг. 1, където температурите се нанасят по ордината и се нанасят концентрации по оста на абсцисата.
Линията ANKb се нарича ликвидусна линия, линията AMLb е линия на солидус. Над ликвидусната линия има хомогенна течност. Под линията на солидус е хомогенен твърд разтвор. Защрихованата област е площта на пакета на течни и твърди фази. При конструирането на кривата на охлаждане на концентрационната сплав С е ясно, че тя има две критични точки К и М (фиг. 2), съответстващи съответно на началото и края на втвърдяването.


Промяната в наклона на кривите показва наличието на температурен диапазон, в който се получава отделянето на топлина от кристализация, за разлика от чистия компонент, при който освобождаването на топлина от кристализация се осъществява при една строго определена температура.
В случая, когато веществата имат неограничена разтворимост в течна фаза и не се разтварят една в друга в твърдо вещество (Bi-Cd; Ag-Pb), те образуват диаграма с наличието на евтектика (фиг. 3). Точките а и b на диаграмата показват температурата на втвърдяване на чистите вещества А и В. Линия aEb е температурата, при която започва кристализация, в зависимост от състава на сместа (ликвидусна линия). Точката Е, при която и двете криви на кристализация се пресичат, се нарича евтектична точка, а кристалите, които се открояват в нея, се наричат ​​евтектика. Евтектиката е фина смес от кристали от чисти компоненти.


Фиг. 3

И накрая, вещества с неограничена разтворимост в течността и частична разтворимост в твърдата фаза образуват диаграмата, показана на Фиг. 4.


Фиг.4 Фиг.5
Такива комбинации включват Pb-Bi; Bi-Sn; Pb-Sb.
За други комбинации от вещества формата на състоянието може да бъде много по-сложна.
Разгледайте процеса на концентриране на втвърдяващата се сплав вещества, които дават чисто евтектична диаграма на състоянието (фиг. 3).
крива има крива на промяна в температурата на началото на кристализацията на вещество А в зависимост от нейната концентрация в стопилката. Затова ординатата на точката М е температурата , при което от тази стопилка кристалите на вещество А започват да се открояват в чиста форма. Тъй като кристалите А се утаяват, стопилката става по-богата на вещество В и следователно утаяването на кристали А трябва да се извършва при по-ниска температура от ; наистина, едновременно с кристализацията на вещество А, температурата на стопилката намалява.
Когато температурата на стопилката достигне евтектичната температура (точка N) и съответно концентрацията на сплавта, концентрацията на евтектичната сплав ( ), втвърдяването на евтектиката започва. В процеса на втвърдяване на сплавта температурата на концентрацията на евтектика не се променя.
Температурната зависимост на концентрацията на охлаждащата стопилка от времето, показано на фиг.5.


фиг.6 фиг.7

По този начин кристализацията на сплавта започва при по-ниска температура, колкото по-близо е концентрацията на сплавта към евтектиката, и завършва при евтектична температура. Въз основа на гореизложеното е ясно, че за вещества с чисто евтектична диаграма на състоянието, линията на солидус е линия KNEL (фиг. 3).
За вещества с ограничена разтворимост, криви на охлаждане за концентрации на сплави и (виж фиг. 4) са представени на фиг.6.
Целта на работата е да се изгради диаграма на състоянието на системата Pb-Sn и ​​да се определи евтектичната точка.
Въпреки че диаграмата на състоянието на сплавта Pb-Sn не принадлежи към чистата евтектика (тези вещества имат малка взаимна разтворимост, диаграмата е показана на фиг.4), работните концентрации са избрани така, че конструкцията на диаграмата за простота може да се извърши по същия начин като евтектиката.

Изпълнение на работата
За да се изгради диаграма с термичен метод, е необходимо да се получат криви на охлаждане за чисти метали Pb и Sn и редица техни сплави.
Термодвойката, свързана с един миливолтметър, се потапя в стопен и леко нагряван метал. След определени (15-30 сек.) Интервали се отчитат показанията на един миливолтметър. Охлаждането на чистия метал протича съгласно кривата на охлаждане, показана на фиг. 7 къде - началната температура на метала, - температурата на втвърдяване на метала.
Когато температурата спадне от за показанията на инструмента са монотонно намалени. Междувременно показанията на инструмента остават непроменени и след това отново започват да намаляват.
Отчитането на милливолтметъра по време на спиране ще съответства на температурата на втвърдяване. При охлаждане на сплавите, както е споменато по-горе, кривата може да има няколко критични точки (фиг. 5.6), които се определят от мястото на промяна на наклона на кривата на охлаждане.
От получените критични точки се начертава диаграма на оловно-калаените състояния и се намира евтектична точка.
Диаграмата се конструира по следния начин: процентът на изследваните сплави се нанася върху абсцисата и се нанасят критичните температури, намерени на ординатите, съответстващи на тези сплави. Получените точки се свързват с плавни линии. Минималната крива дава евтектична точка. При малка промяна в температурата на края на втвърдяването на изследваните сплави, тази температура се намира като средно аритметично.





Вижте също:

Манометър за термопар - Вакуум

Определяне на зависимостта на коефициента на вискозитет на течността от температурата чрез капилярния вискозиметър

Измерване на манометър с ниско налягане Mac-Leod

Определяне на коефициента на вътрешно триене по метода на Стокс

Определяне на специфичния топлинен капацитет на твърдите вещества с помощта на адиабатен калориметър

Връщане към Съдържание: Физика

2019 @ ailback.ru