① 相变热的测定方法
(1)直接量热。例如在等压(压力等于饱和蒸气压)下测定一定量液体蒸发所需的能量,算出蒸发热。
(2)先测量不同温度下的饱和蒸气压;然后用克劳修斯-克拉珀龙方程计算蒸发热。许多物质的相变热数据刊在有关手册中,也可用经验式计算。其中蒸发热数据已较完备,经验式的精度也较高。
② 如何正确的得到相变点
正确得到相变点可采用热分析法、金相法、X射线衍射法、电子显微分析法等多种方法。
相变点,意思是发生相变的临界点。例如熔点、沸点、同素异晶转变点、共晶点、包晶点等都是相变点。
不同相之间的相互转变,称为“相变”或称“物态变化”。自然界中存在的各种各样的物质,绝大多数都是以固、液、气三种聚集态存在着。为了描述物质的不同聚集态,而用“相”来表示物质的固、液、气三种形态的“相貌”。从广义上来说,所谓相,指的是物质系统中具有相同物理性质的均匀物质部分,它和其他部分之间用一定的分界面隔离开来。例如,在由水和冰组成的系统中,冰是一个相,水是另一个相。α铁、γ铁和δ铁是铁晶体的三个相。不同相之间相互转变一般包括两类,即一级相变和二级相变。相变总是在一定的压强和一定的温度下发生的。
相变是很普遍的物理过程,它广泛涉及到生产及科技工作。在物质形态的互相转换过程中必然要有热量的吸入或放出。物质三种状态的主要区别在于它们分子间的距离,分子间相互作用力的大小,和热运动的方式不同。因此在适当的条件下,物体能从一种状态转变为另一种状态。其转换过程是从量变到质变。例如,物质从固态转变为液态的过程中,固态物质不断吸收热量,温度逐渐升高,这是量变的过程;当温度升高到一定程度,即达到熔点时,再继续供给热量,固态就开始向液态转变,这时就发生了质的变化。虽然继续供热,但温度并不升高,而是固液并存,直至完全熔解。
③ 如何利用dsc曲线确定溶液的相变点
如何利用dsc曲线确定溶液的相变点
DSC:差示扫描量热计;
DTA:差热分析.
我认为DSC(差示扫描量热法)比较好,可以测定物质的熔点、比热容、玻璃化转变温度、纯度、结晶度等
差热扫描量热仪——测量的结果是温度差
差示扫描量热仪——测量的结果是热流,定量性较好
差热分析 (DTA)是在程序控制温度条件下,测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法.差示扫描量热法 (DSC)是在程序控制温度条件下,测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法.两种方法的物理含义不一样,DTA仅可以测试相变温度等温度特征点,DSC不仅可以测相变温度点,而且可以测相变时的热量变化.DTA曲线上的放热峰和吸热峰无确定物理含义,而DSC曲线上的放热峰和吸热峰分别代表放出热量和吸收热量.
DTA与DSC区别的分析
DTA:差热分析
DSC:差示扫描量热分析.
两者的原理基本相同,都是比较待测物质与参比物质随温度变化导致的热性能的差别,同样的材料可以得到形状基本相同的曲线,反应材料相同的信息,但是实验中两者记录的信息并不一样.
DTA记录的是以相同的速率加热和冷却过程中,待测物质因相变引起的热熔变化导致的与参比物质温度差别的变化.通常得到以温度(时间)为横坐标,温差为纵坐标的曲线.
DSC实验中同样需要参比物质和待测物质以相同的速率进行加热和冷却,但是记录的信息是保持两种样品的温度相同时,两者之间的热量之差.因此得到的曲线是温度(时间)为横坐标,热量差为纵坐标的曲线.
比较之下,因为DSC在实验过程中,参比物质和待测物质始终保持温度相等,所以两者之间没有热传递,在定量计算时精度比较高.而DTA只有在使用合适的参比物的情况下,峰面积才可以被转换成热量.
再者,DSC适合低温测量(低于700℃),而DTA适合高温测量(高于700℃).
差热分析法(DTA)
DTA的基本原理
差热分析是在程序控制温度下,测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术.差热分析曲线是描述样品与参比物之间的温差(ΔT)随温度或时间的变化关系.在DAT试验中,样品温度的变化是由于相转变或反应的吸热或放热效应引起的.如:相转变,熔化,结晶结构的转变,沸腾,升华,蒸发,脱氢反应,断裂或分解反应,氧化或还原反应,晶格结构的破坏和其它化学反应.一般说来,相转变、脱氢还原和一些分解反应产生吸热效应;而结晶、氧化和一些分解反应产生放热效应.
差热分析的原理.将试样和参比物分别放入坩埚,置于炉中以一定速率 进行程序升温,以 表示各自的温度,设试样和参比物(包括容器、温差电偶等)的热容量Cs、Cr不随温度而变.在0-a区间,ΔT大体上是一致的,形成DTA曲线的基线.随着温度的增加,试样产生了热效应(例如相转变),则与参比物间的温差变大,在DTA曲线中表现为峰.显然,温差越大,峰也越大,试样发生变化的次数多,峰的数目也多,所以各种吸热和放热峰的个数、形状和位置与相应的温度可用来定性地鉴定所研究的物质,而峰面积与热量的变化有关.
④ 相变的焓差法
回答:
1、相变,物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同,与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应,物质有固相、液相、气相。
2、焓差法,全称空气焓差法或空气焓值法,是一种测定空调机制冷、制热能力的试验方法。它对空调机的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量,用测出的风量与送风、回风焓差的乘积确定空调机的能力 。
延伸:
任何气体或气体混合物只有一个相,即气相。液体通常只有一个相即液相,但正常液氦与超流动性液氦分属两种液相。对于固体,不同点阵结构的物理性质不同,分属不同的相,故同一固体可以有多种不同的相。例如,固态硫有单斜晶硫和正交晶硫两相;碳有金刚石和石墨两相。
不同相之间的相互转变,称为“相变”或称“物态变化”。自然界中存在的各种各样的物质,绝大多数都是以固、液、气三种聚集态存在着。
为了描述物质的不同聚集态,而用“相”来表示物质的固、液、气三种形态的“相貌”。从广义上来说,所谓相,指的是物质系统中具有相同物理性质的均匀物质部分,它和其他部分之间用一定的分界面隔离开来。
例如,在由水和冰组成的系统中,冰是一个相,水是另一个相。α铁、γ铁和δ铁是铁晶体的三个相。不同相之间相互转变一般包括两类,即一级相变和二级相变。相变总是在一定的压强和一定的温度下发生的。
⑤ 物体变化的属性,要通过哪种方式来表现
作为宇宙事件之一的中子星合并,其影响也是范围广大,同时也是黑洞诞生的方式之一!测量两颗正在合并中子星引力波的机会,可以回答有关物质结构的一些基本问题。在合并过程中极高的温度和密度下,科学家们已经推测出一种相变,在这种相变中中子溶解成它们的组成夸克和胶子。两个国际研究小组报告了他们对引力波中这种相变特征的计算结果,其研究发表在《物理评论快报》上。夸克,物质最小的组成部分,在自然界中从不单独出现。它们总是紧紧地束缚在质子和中子中。然而,和太阳一样重的中子星,却只有法兰克福这样的城市那么大,其核心密度如此之大
因此,确定了中子星合并引力波相变的一个可测量标准。并不是所有引力波信号的细节都可以用电流探测器测量到。然而,它们将成为可观测的下一代探测器,以及与我们相对接近的合并事件。互补的方法来回答这个问题夸克物质提供两个实验:在GSI现有的HADES装置上碰撞重离子,在GSI目前正在建设的反质子和离子研究设施(FAIR)上碰撞未来的CBM探测器,将产生压缩核物质。在碰撞中,有可能产生类似中子星合并时的温度和密度。这两种方法都对核物质相变的发生及其基本性质提供了新见解。
⑥ 相变点是什么
简单些就是发生相变的临界点。
可采用热分析法、金相法、X射线衍射法、电子显微分析法等多种方法测量,例如熔点、沸点、同素异晶转变点、共晶点、包晶点等都是相变点;铁碳相图上的A1、A2、A3、A4、Acm也都是相变点。
⑦ 【求助】如何利用热膨胀曲线测量不同温度下的相转变量
我觉得 应该是取了几个特定的温度在不同的冷却速度下进行的相变体积分数进行测量,然后拟合出来的曲线。 谢谢交流,可即便是这样也很不方便啊,在相变开始和结束的位置需要的点不少啊,这样的话数据量还是相当大的啊,不知道有没有其他方法renqiang10(站内联系TA)你做的是什么材料?DP钢?你这篇论文能否发给我看一下。[email protected]_fling(站内联系TA)理论上,是可以通过膨胀曲线来直接得到体积分数,通常采用的就是“杠杆定律”,但是这种方法对于两相以上不再适用, 同时无法考虑浓度的变化问题。多数都是配合试验来确定。 由膨胀曲线直接模拟体积分数的模型如果针对某个钢种来做还是可以做到准确的,但是外延性就很差的,主要是一些参数,诸如热膨胀系数等参数优化起来较难。一般在普碳钢中经常使用模型直接得到体积分数,而微合金钢中用的较少,因为误差较大。所以你的这个图形不排除是直接通过热膨胀曲线借助模型得到的。
⑧ 固态相变的内容
当一种固相由于热力学条件(如温度、压力、作用于该固体的电场、磁场等)变化成为不稳定的时候,如果没有对相变的障碍,将会通过相结构(原子或电子组态)的变化,转变成更为稳定或平衡的状态,此即发生“固态相变”。在金属学中,相变常指一种组织在温度或压力变化时,转变为另一种或多种组织的过程,如多晶型转变、珠光体相变等。
人类对材料的使用决定于能够得到和利用某些特定结构的微观组织和分布,借以获得在使用条件下(如应力分布、磁场等)所需要的此种材料的加工或使用性能。这种组织结构包括电子组态、原子键合性质、原子或分子组态、构成的晶体结构及其中的晶体缺陷、晶体的形状和分布(晶粒和金相组织),也包括它们当中的组织缺陷。因此研究固态相变对控制金属、合金以及某些非金属材料性能有极为重要的理论和实践意义。
固态相变的研究包括下列几个方面,并可据以将相变作出不同的分类。
相变晶体学──相结构及结构关系 相变晶体学研究相变前后相的结构,这些结构的相互关系,相界面两侧晶体原子排列的匹配的程度,生成相在原来的母相中析出的晶体平面(即惯析面habit plane),以及母相与新相之间的晶体学取向关系(orientation relationship)。如果相变时具有热效应,吸热相将具有较高的内能,键合有所减弱,从而影响一个原子的最近邻和次近邻原子的组态。伯格(M. J.Buerger)根据结构变化涉及的是最近邻、次近邻或更远的原子,以及重组时是否需要原子重新组合,将相变进行分类,并指出需要原子位置的重组和键的破坏的相变,如低碳钢从奥氏体中形成铁素体,将需要较高的激活能,相变的速度较小;而当相变时只发生相对位移、转动或键的畸变时,如奥氏体淬火时转变为马氏体,相变将具有较高速度。
研究相变前后的晶体学取向关系(如相互平行的晶面和晶向)对于相变机理的了解是必要的。这种取向关系和新相析出的形态及其在母相上的析出平面(惯析面),对相变后合金的性能有密切关系。
相变的金相学 宏观材料相变产物的性质,特别是对组织敏感的性质如强度、断裂韧度、延性、超塑性等,除了决定于晶体本身结构及所包含的晶体缺陷(继承母相的或相变时产生的)以及它们所具有的性质外,还决定于相变后组成相的晶粒之间的相互关系,它们的形状大小及其在母相中的分布等因素,如钢中珠光体的粗细(即珠光体中渗碳体和铁素体的厚度)将影响钢的性能。相变的这个研究领域,称为相变的金相学。相变后产物的金相组织,即新相的分布与母相的残留量及分布,由母相及新相的晶体结构,相变的动力学(特别是相变的温度、新相形成的速度),以及合金的成分等因素所控制。研究相变的这些方面及其相互关系是控制合金材料组织和性质的重要手段。金相组织及其性质还受母相的成分不均匀性,溶解或偏聚的杂质,析出的夹杂物及其分布,存在的晶体缺陷(如晶粒间界、位错、层错)以及加热、冷却和形变产生的缺陷等的影响。
相变热力学 相变的发生是由于某一个固相在给定的热力学条件下成为不稳定的物系,该固相就会具有通过结构或成分的变化使物系的自由能下降的趋势。从原子或分子的组态变化来考虑,相变可以有三个基本方式:①结构变化,如熔化、凝固、多晶型转变、马氏体相变、块型转变(massive transformation);②成分的变化,如具有溶解度间隔(solubility gap)的物系中一个相分为两种与原来结构相同而成分不同的相;③有序程度的变化,如黄铜的有序化。大多数转变则兼具两种或三种过程。这些变化都伴有相应的自由能变化(见合金热力学)。
在相变时,物系的自由能保持连续变化,但其他热力学函数如体积、焓、熵等发生不连续变化。根据 Gibbs自由能(即自由焓G)高阶导数发生不连续的情况(阶数),可以将相变相应地分级:相变时体积及熵变化间断的相变为一级相变,如多晶型相变,它们伴有结构变化和相变潜热。焓、热膨胀与压缩系数发生突变的相变为二级相变,如某些有序无序转变。实际上除了超导转变外,一般相变并不严格符合这些定义,而是介乎两者之间。许多铁磁体的居里点则属于二级相变点。
相变热力学主要研究相变发生的条件,其驱动力来源与大小,相变的终点和相变产物的相对稳定性。由于相变潜热比点阵能小得多,相变点及平衡线的理论计算是复杂而困难的。
相变动力学 研究相变的发生和发展,相变速度和停止过程,以及影响它们的因素。许多相变在临界温度(即两相自由能相等的温度)以下用形核及长大的方式进行。在母相中经过一定孕育时间,产生新相的核,这些核常常以一定速率增多,在一定温度下,每个核以一定速率长大,一直到受阻或自由能条件变为不利。由于新相形核时单位体积的自由能减少,而新相表面的表面自由能增加,矛盾统一的结果是新相的晶核必须具有或超过一定临界尺寸(rc)才是稳定的,称为临界晶核。它们继续长大才能导致体系的自由能下降。
临界尺寸的晶核是由原子热运动引起新相组态的起伏所产生, 如N表示单位体积母相中的新相形核地点的总 数,nc为具有临界尺寸的晶核数,ΔGc为形成临界晶核单位体积的自由能 ,k是玻耳兹曼(Boltzmann)常数,T 是转变温 度,则
nc=N exp(-ΔGc/kT)
临界尺寸的晶核出现后,有的长大,有的缩小, 为了获得能够长大的晶核,邻近原子必须向临界晶核表面上 跃迁,使其尺寸超过rc。如这种跃迁的激活能为Ea,则形核率R为
R=A exp[(-ΔGc+Ea)/kT]
温度、压力、成分、形变等对形核率都有重要影响。 上述形核方式假定形核地点均匀分布于母相之中,称为 “均匀形核”。如果母相存在晶体缺陷及界面(包括晶粒间界及孪晶界) 、成分偏析、第二相及各种夹杂物,那么 它们有可能提供有利的形核条件,使晶核在某些地点优先形成, 称为“非均匀形核”。
新相晶体的长大通过临界晶核的增大进行,原子从母相通过界面转移到新相。这种转移可以通过扩散进行, 也可用非扩散位移──改变近邻原子位置来完成, 或兼而有之。晶核的长大可以由体扩散、界面扩散或沿位错扩散 控制,这时长大率,为球状新相的平均尺寸:体扩散为主要原子输运方式时 , 垝∝t1/3;为表面或界面扩散所控制 时,∝t1/2;为位错扩散控制时,则∝t1/5。 如长大由相界面的运动控制时,长大速度VF与长大时间t成线性关系, VF∝t。但此种线性关系并不一定表征长大系界面运动控制 ,如枝晶长大或共析体的长大与时间也具有线性关 系。
新相的形状决定于长大速率的方向性,它受晶面的界面张力、 表面或界面杂质吸附、温度和浓度梯度等影 响。如生铁中石墨沿基面方向长大,成为片状石墨; 如沿垂直于基面方向长大,则成为扇形石墨的复合体,即球 状石墨。
新相的生成量则决定于新相的形核数和长大终止的尺寸。在某些情况下,母相可以完全转变为新相(如珠光体相变,见共析分解),或转变一部分(如脱溶分解);也可以由于新相被晶界、新相周围的母相中产生的应力、范性形变、或成分的变化所限制,终止长大,使新相的增加在达到化学平衡以前停止。
相变的进程受许多因素,如温度、静液压、应力和应变、晶体缺陷、形变速度,以及电场、磁场、重力场等影响。它们通过不同机理影响相变进程,如温度影响两相自由能的变化,扩散速度,获得相变激活能的几率等;晶体缺陷则影响新相生核的地点、扩散通道和扩散机理以及新相长大的助力和阻力等等。
没有成分变化的相变,如铁镍合金的马氏体相变,可以在导致相变的外界条件(如温度)反转时发生逆转,但由于来程相变时能量的消耗或晶体中相变阻力的增加(如晶体缺陷增加),可以使逆转出现滞后现象。
相变机理学 研究相变的方式和分类。由于机理不同,相变可以有许多方式:
扩散型相变 相变以形核和扩散长大方式进行,相变中发生基体原子扩散和成分的变化。这种相变可以有各种形式:
①从过饱和固溶体中析出新相即脱溶。析出时,在新的热力学稳定相生成前可以经过各种介稳状态,如铝铜合金中析出稳定的 CuAl2相以前形成原子异相聚集体,Guinier-Preston区。这种相变称为“连续脱溶”(con-tinuous precipitation)。
②过饱和相分解时,可以从母相内局部开始,向前扩展。其中一相是经过脱溶及再结晶的母相,另一相为新相,称为“不连续脱溶”(discontinuous precipitation)。
③如母相具有二元(或三元)共析成分,则在共析分解温度以下转变为两个(或三个以上)新相,一般具有两相(或三相)相间的共析组织,在钢、铜铝合金中,共析组织经蚀刻后在显微镜下观察具有珠母光泽、称为珠光体,这种相变称为“珠光体相变”。这些分解产物在升温时,通过固溶反应在相变点以上转变成为高温相。
无扩散型相变 又称马氏体型相变。即相变过程中不发生扩散,只通过材料的一定体积的切变,以很高的速度发生晶体结构变化,各原子或分子只有相对位移。这种相变大多数在降温时发生,但也有在恒温下进行的。它不仅在某些纯金属及许多合金如钢中及无机化合物中发生,也在有机化合物中出现,如聚乙烯在应力作用下的斜方晶系向单斜晶系转变(见马氏体相变)。
贝氏体型相变 这是介乎上述两者之间的相变。在这种相变过程中,基体以类似无扩散相变的方式进行,但一部分组元如钢中奥氏体内的碳,发生扩散,从新相的基体脱溶,在新相内析出,或扩散到奥氏体中,或从基体的母相中以形核长大方式析出第二相。由于局部扩散,相变可以在恒温下发生。在温度较低区域,基体的原子运动更接近马氏体(下贝氏体),在较高温度时原子的运动尚有待进一步研究(见贝氏体相变)。
“块型”转变 在某些纯金属或合金中,如纯铁和β- 黄铜,母相原子以扩散方式发生结构变化转入新相,而不发生成分变化,新相长大速度很高,并可以越过母相晶粒界。这种热激活多晶型性相变的产物成块状,最早由格雷宁格(A.B.Greninger)在研究铜铝合金β→α相变时发现,后来由马萨尔斯基(T.B.Massalski)等进行了较细致的研究,所以称为Grininger-Massalski或G-M相变。在英文文献中称为”块型”转变(massive transfor-mation)。这种相变的机理还有待澄清。
有序无序转变 这种转变一般有三种类型:①位置无序化,固体中原子排列可以完全有序、完全无序或两者之间。在有序态时,一个组元的原子均占有晶胞中一定位置,而无序态时则处于任意位置。②取向无序化。③电子或核自旋无序化,如磁转变(铁磁-顺磁)等。
晶体中的缺陷亦可发生位置的有序化,如空位的有序排列。形变后晶体在受热回复时,位错重组为规则排列,导致晶粒中产生晶畦,这种晶畦化现象(polygoniza-tion)也可以认为属于这个类型。
spinodal分解 在二元系合金及玻璃体中,当自由能对成分的二次导数,自由能对成分曲线向下弯时,任何成分起伏将导致自由能下降,这时将自发地发生上坡扩散,形成成分不同的尺寸为几十至几百埃的区域,区域大小随分解温度下降而缩小。吉布斯(J. W.Gibbs)称为亚稳限(the limit of metastability)后来被描述为spinodal,即有两弧相交的尖点的曲线,因而这种转变被称为spinodal分解。有各种译名,也可以称为亚稳分域。
玻璃态及介晶态固体的转变──晶化 (crystalli- zation of amorphous state) 液体过冷形成玻璃体,即非晶态固体,通过其他途径如辐照、气相沉积等也可以形成非晶态。非晶态固体在一定温度下会转变为热力学更为稳定的晶体或微晶。非晶态及微晶的金属和非金属材料具有许多特殊性能,这些性能及晶化都有待进一步研究(见非晶态金属)。
某些物质,主要是具有高度不对称形状的长链有机化合物,在完全液化前经过一系列介晶态(mesomorphic或 paracrystalline phase)。它们具有晶体的X射线衍射象和液体的不能承受剪切力的流变行为,因此,也称为液晶。在介晶态时,长链分子可以平行排列,但链端与链端的键合削弱,使晶体具有层状性质,称为层列相(smectic phase)。在更高温度、层列消失,但保留了链的取向排列,成为向排列(nematic phase),温度继续升高,在一定温度完全液化。有些化合物,可以经过几个层列间相变。
相变机理示意图 对于合金中各类相变,克里斯琴(Christian)曾根据它们的原子运动的异同,图示了它们的关系,附图(见上页)是经过略有增改的示意图。它适用于原子或分子组态发生变化的相变,但不包括电子组态变化的相变。
相变预效应及软模 在扩散相变中,相变发生以前,固溶体中空位或原子聚集、或与位错及其他晶体缺陷结合形成络合体或过渡相。软模(soft mode)是指固体点阵的振动模,由于振动能量量子化的结果,在温度邻近相变点时,其频率平方接近于零。在有些马氏体型相变前、观察到点阵的失稳,即声子模的软化现象。软模也可以在其他相变中观察到:如磁转变(如KCoF3),铁电转变(如SrTiO3),超导转变(如Nb3Sn),金属态-绝缘体相变(如MoO2)。这些效应可以用弹性常数、电阻、弥散 X射线衍射、中子散射、喇曼谱、正电子湮没等进行研究,其结果有助于对相变机理的了解。
相变的应用 相变伴随有物理(包括磁学、电学及介电性质)、力学、化学性质,甚至外形(如形状记忆合金)的变化。可通过这些变化进行相变的研究;而利用相变可以控制材料的性能,并可以利用相变时材料性质的变化制成器件。 临界尺寸的晶核是由原子热运动引起新相组态的起伏所产生,如N表示单位体积母相中的新相形核地点的总数,nc为具有临界尺寸的晶核数,ΔGc为形成临界晶核单位体积的自由能,k是玻耳兹曼(Boltzmann)常数,T 是转变温度,则
nc=N exp(-ΔGc/kT)
临界尺寸的晶核出现后,有的长大,有的缩小,为了获得能够长大的晶核,邻近原子必须向临界晶核表面上跃迁,使其尺寸超过rc。如这种跃迁的激活能为Ea,则形核率R为
R=A exp【(-ΔGc+Ea)/kT】
温度、压力、成分、形变等对形核率都有重要影响。上述形核方式假定形核地点均匀分布于母相之中,称为“均匀形核”。如果母相存在晶体缺陷及界面(包括晶粒间界及孪晶界)、成分偏析、第二相及各种夹杂物,那么它们有可能提供有利的形核条件,使晶核在某些地点优先形成,称为“非均匀形核”。
新相晶体的长大通过临界晶核的增大进行,原子从母相通过界面转移到新相。这种转移可以通过扩散进行,也可用非扩散位移──改变近邻原子位置来完成,或兼而有之。晶核的长大可以由体扩散、界面扩散或沿位错扩散控制,这时长大率,为球状新相的平均尺寸:体扩散为主要原子输运方式时, 垝∝t1/3;为表面或界面扩散所控制时,∝t1/2;为位错扩散控制时,则∝t1/5。如长大由相界面的运动控制时,长大速度VF与长大时间t成线性关系, VF∝t。但此种线性关系并不一定表征长大系界面运动控制,如枝晶长大或共析体的长大与时间也具有线性关系。
新相的形状决定于长大速率的方向性,它受晶面的界面张力、表面或界面杂质吸附、温度和浓度梯度等影响。如生铁中石墨沿基面方向长大,成为片状石墨;如沿垂直于基面方向长大,则成为扇形石墨的复合体,即球状石墨。
⑨ 二元金属相图一般用什么方法测定,“二元金属相图”是采用什么方法
提起二元金属相图一般用什么方法测定,大家都知道,有人问“二元金属相图”是采用什么方法,另外,还有人想问二元合金相图(很好很强大),你知道这是怎么回事?其实二组分金属相图的绘制思考题汇总,下面就一起来看看“二元金属相图”是采用什么方法,希望能够帮助到大家!
1、合金凝固过程有哪些相形成。2、可以计算各温度下,平衡相的相对含量。3、可以简单的看出合金的一些工艺性能和机械性能
内容来自用户:sunzhenguoyear
1.有一失去标签的Pb-Sn合金样品,用什么方以确定其组成?
答:将其熔融、冷却的同时记录温度,作出步冷曲线,根据步冷曲线上拐点或的温度,与温度组成图加以对照,可以粗略确定其组成。
2.总质量相同但组成不同的Pb-Sn混合物的步冷曲线,其水平段的长度有什么不同?为什么?答:(1)混合物中含Sn越多,其步冷曲线水平段长度越长,反之,亦然。(2)因为Pb和Sn的熔化热分别为23.0和59.4jg-1,熔化热越大放热越多,随时间增长温度降低的越迟缓,故熔化热越大,样品的步冷曲线水平段长度越长。
3.有一失去标签的Pb-Sn合金样品,用什么方以确定其组成?
4.总质量相同但组成不同的Pb-Sn混合物的步冷曲线,其水平段的长度有什么不同?为什么?
(查表:Pb熔点℃,熔化热23.0jg-1,Sn熔点℃,熔化热59.4jg-1)
5、何谓热分析法?用热分析法绘制相图时应注意些什么?
热分析法是相图绘制工作中的一种常用的实验方法,按一定比例配制均匀的液相体系,让他们缓慢冷却,以体系温度对时间作图,则为步冷曲线。曲线的转折点表征了某一温度下发生的相变的信息。
6、为什么要控制冷却速度,不能使其迅速冷却?
答:使温度变化均匀,接衡态,必须缓慢降低温度,一般每分钟降低答:使混合液充分混融,减小测定误差。
事先测出入射光的频率,然后由小频率逐渐改为大频率,当刚好有电子逸出时记录入射光的频率,根据w=hγ算出。
有实验测量绘出渐冷曲线,然后有间歇点等作出相图
主要看图的共熔点,分析之
金属相图应该是显示和分析金属的金相结构用的。
相同成分的金属,如果金相结构不同,机械性能会有显着不同。
以上就是与“二元金属相图”是采用什么方关内容,是关于“二元金属相图”是采用什么方法的分享。看完二元金属相图一般用什么方法测定后,希望这对大家有所帮助!
⑩ 金属相变过程的体积膨胀,金属热膨胀系数,计算公式是怎样的
提起金属相变过程的体积膨胀,大家都知道,有人问金属加热膨胀的实质是什么?另外,还有人想问请教金属相变对体积的影响?你知道这是怎么回事?其实金属的热膨胀率是什么?,下面就一起来看看金属热膨胀系数,计算公式是怎样的?希望能够帮助到大家!
分析如下:
1、金属在℃到℃之间热膨胀系数是11-1610-6/℃,膨胀长度=金属长度温度差热膨胀系数;
2、钨钢在℃到℃之间热膨胀系数6-710-6/℃,膨胀长度=金属长度温度差热膨胀系数;
拓展资料
热膨胀系数影响因素
1:化学矿物组成。
热膨胀系数与材料的化学组成、结晶状态、晶体结构、键的强度有关。组成相同,结构不同的物质,膨胀系数不相同。通常情况下,结构紧密的晶体,膨胀系数较大;而类似于无定形的玻璃,往往有较小的膨胀系数。键强度高的材料一般会有低的膨胀系数。[4]
2:相变。
材料发生相变时,其热膨胀系数也要变化。纯金属同素异构转变时,点阵结构重排伴随着金属比容突变,导致线膨胀系数发生不连续变化。
3:合金元素对合金热膨胀有影响。
简单金属与非铁磁性金属组成的单相均匀固溶体合金的膨胀系数介于内组元膨胀系数之间。而多相合金膨胀系数取决于组成相之间的性质和数量,可以近似按照各相所占的体积百分比,利用混合定则粗略计算得到。
4:织构的影响。
单晶或多晶存在织构,导致晶体在各晶向上原子排列密度有差异,导致热膨胀各项异性,平行晶体主轴方向热膨胀系数大,垂直方向热膨胀系数小。
5:内部裂纹及缺陷也会对热膨胀系数产生影响。
物价上涨和下跌表现就是物价波动
实质是货币供给的波动(货币供给增加则通货膨胀)温和的通货膨胀无危害未预期的通胀会导致债权人和债务人之间任意的财富再分配通货紧缩通常是衰退的前兆
解决方法——稳定的货币供给
实质是分子距离变大。一切物质都是由分子组成的,分子在不断地运动,当物体受热时,了能量,从而使分子的无规则运动加快,分子间距离加大.这样,原来的体积就容纳不下分子的活动了,所以就发生了膨胀,又重新到达新的平衡。
在加热条件下,金属原子间的距离增大,所以金属加热体积膨胀。
审阅专家石季英
热膨胀[1]通常是指外压强不变的情况下,大多数物质在温度升高时,其体积增大,温度降低时体积缩小。热膨胀与温度、热容、结合能以及熔点等物理性能有关。影响材料膨胀性能的主要因素为相变、材料成分与、各异性的影响。热膨胀的测量方要包括光学法、电测法和机械法。词条在最后还给出了常见液体的体膨胀系数与各种金属的线性膨胀系数。热膨胀thermalexpansion冷缩repengzhang材料物理学
物理本质影响的因素
其他热膨胀
常见系数
各种金属系数
基本介绍
物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”[2]。通常是指外压强不变的情况下,大多数物质在温度升高时,其体积增大,温度降低时体积缩小。在相同条件下,气体膨胀最大,液体膨胀次之,固体膨胀最小。也有少数物质在一定的温度范围内,温度升高时,其体积反而减小。因为物体温度升高时,分子运动的平均动能增大,分子间的距离也增大,物体的体积随之而扩大;温度降低,物体冷却时分子的平均动能变小,使分子间距离缩短,于是物体的体积就要缩小。又由于固体、液体和气体分子运动的平均动能大小不同,因而从热膨胀的宏观现象来看亦有显着的区别。
线(体)膨胀系数:温度升高1K时,物体的长度(体积)的相对增加量。
物理本质
固体材料的热膨胀本质[3],归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。按照简谐振动理论解释:温度变化只能改变振幅的大小不能改变平衡点的位置。材料的热膨胀来自原子的非简谐振动。用非简谐振动理论解释热膨胀机理。(利用在相邻原子之间存在非简谐力时,原子间的作用力曲线和势能曲线解释。)
(1)用作用力曲线解释
质点在平衡位置两侧受力不对称,即合力曲线的斜率不等。
热膨胀物理本质
当r<r0时,曲线的斜率较大,斥力随位移增大的较快,即位移距离x,所受合力大;
当r>r0时,曲线的斜率较小,引力随位移增大的较慢,即位移x距离,所受合力小。
在这样的受力情况下,质点振动的平衡位置不在r0处,而要向右移。因此,相邻质点间的平均距离增加。
温度越高,振幅越大,质点在平衡点两侧受力不对称越显着,平衡位置向右移动越多,晶胞参数越大,膨胀越大。
(2)用势能曲线解释
横轴的平行线E1、E2…与横轴之间的距离分别代表温度T1、T2…时质点振动的总能量。
势能曲线
E1、E2…与势能曲线的两个交点(势能最大处)对应两个原子最远和最近位置,线段的中点为原子振动的中心位置。
势能曲线不是严格对称的抛物线,即势能随原子间距的减小,比随原子间距的增加而增加得迅速。
由于原子的能量随温度增加而增加,结果:原子振动的平均位置随温度升高沿AB曲线变化,温度越高,平均位置移得越远,膨胀越大。与温度热容
格律乃森定律:[4]热膨胀系数与定容比热容成正比,它们有相似温度依赖关系,在低温下随温度升高急剧增大,而到高温则趋于平缓。
与结合能熔点
熔点较高的金属具有较低的膨胀系数。线膨胀系数和熔点的关系可由经验公式表示如下:
以上就是与金属热膨胀系数,计算公式是怎样的?相关内容,是关于金属加热膨胀的实质是什么?的分享。看完金属相变过程的体积膨胀后,希望这对大家有所帮助!