22852

ПОБУДОВА ДІАГРАМИ СТАНУ СПЛАВІВ

Лабораторная работа

Физика

Сплавом називають систему в твердому стані яку отримують сплавленням двох або більшої кількості компонент. Діаграми стану сплавів характеризують залежність температур фазових переходів зокрема плавлення і кристалізації від концентрації сплаву. Евтектика характеризується сталою температурою плавлення яка нижче температури плавлення компонент. Інтерметалічна сполука характеризується сталою температурою плавлення яка як правило вища за температуру плавлення компонент AuZn CdMg та ін.

Украинкский

2013-08-04

49 KB

0 чел.

                                                     РОБОТА № 17

ПОБУДОВА ДІАГРАМИ СТАНУ СПЛАВІВ

Вступ. Сплавом називають систему в твердому стані, яку отримують сплавленням двох або більшої кількості компонент.

Відомості про природу сплаву можна отримати з аналізу діаграми стану. Діаграми стану сплавів характеризують залежність температур фазових переходів ( зокрема плавлення і кристалізації ) від концентрації сплаву. Ці діаграми будують за кривими нагрівання або охолодження сплавів різних концентрацій і визначають температури фазових перетворень.

Метою даної роботи є побудова діаграми стану системи Pb-Sn.

Теоретичні відомості.

Сплави поділяють на тверді розчини, евтектики і сполуки.

1.  Дві речовини можуть утворити твердий розчин, якщо взаємодія між атомами різних компонент буде визначатися співвідношенням : UAB=(UAA+UBB)/2, де UAB і UAA(UBB) - енергія взаємозв"язку між різнойменними та однойменними атомами. Умовою утворення твердих розчинів ( повна взаємна розчинність компонент у твердому  стані ) є однаковий тип кристалічної гратки і досить мала різниця атомних розмірів обох компонент. Помічено, що необмежена розчинність в твердому стані спостерігається переважно у елементів, які близько розташовані в періодичній таблиці, тобто близькі за будовою валентної оболонки атомів. Прикладом таких сплавів є Ag-Au, Au-Cu. Тверді розчини мають таку будову, при якій в кристалічну гратку основного метала-розчинника входять атоми розчиненої речовини. Тобто твердий розчин є однофазною системою, що складається з кристалів одного типу.

2.  Механічна суміш компонент або евтектика утворюється, коли компоненти не здатні взаємно розчинюватись в твердому стані і не вступають в хімічну реакцію з утворенням сполуки. Евтектика можлива, коли UAA>UAB  і UBB>UAB , тобто, коли зв'язок між однойменними атомами сильніший, ніж між різнойменними. За цих умов сплав складається з кристалів A та кристалів B. Кожна складова евтектики має свою кристалічну гратку. Евтектика характеризується сталою температурою плавлення, яка нижче температури плавлення компонент. Прикладом таких сплавів є Cd-Zn, Pb-Sn і багато інших.

3.  У випадку, коли зв'язок між різнойменними атомами сильніший від зв'язку між однойменними атомами, тобто UAB>UAA  і UAB>UBB , можливе утворення сполуки. Інтерметалічні сполуки характеризуються тим, що вони утворюються при певних концентраціях компонент сплаву, коли співвідношення чисел атомів компонентів відповідає стехіометричній пропорції. Утворюється специфічна, відмінна від граток елементів, що складають сполуку, кристалічна гратка з впорядкованим розміщенням в ній атомів копонент. Інтерметалічна сполука характеризується сталою температурою плавлення, яка, як правило, вища за температуру плавлення компонент (Au-Zn, Cd-Mg та ін.).

Опис методу.

 Для побудови діаграми стану системи Pb-Sn по кривих нагрівання та охолодження тиглі з чистим оловом, чистим свинцем і сплавами 10%, 38%, 60%, 80% Pb в Sn закріплені в спеціальному контейнері, який розташований в печі. В кожному сплаві  є скляна ампула, в якій знаходиться спай термопари. Термопари з'єднані з самореєструючим потенціометром ЭПП-09 ( див. додаток до роботи ). Потенціометр автоматично підключається (по черзі) , до кожної з шести термопар і відповідний відлік записується на стрічці. Одержані криві приблизно мають вигляд, наведений на рис. 1.

  Відомо, що температури плавлення чистого олова дорівнює 232 ОС  і чистого свинцю -  327 ОС  .По віддалі між поличками, які відповідають температурам плавлення Pb і Sn розрахувують зміщення друкуючого пристрою, що припадає на 1 ОС.

Порядок  виконання роботи.

  1.  Ввімкнути тумблер потенціометра "прибор включен".
  2.  Ввімкнути піч поставивши напругу 100 В.
  3.  Приблизно через 5-10 хвилин ввімкнути тумблер потенціометра "диаграмма".
  4.  Уважно спостерігати за одержанням кривих нагрівання, одночасно ідентифікувати одержані криві.
  5.  Після розплавлення металів вимкнути піч і  вийняти контейнер зі зразками з печі. Спостерігати криві охолодження, ідентифікувати одержані криві.
  6.  Розрахувати температури початку і кінця плавлення кожного сплаву  по відхиленню відповідних точок від температури плавлення Sn. Відповідні температури беруться як середні з кривих нагрівання і охолодження.
  7.    Побудувати діаграму стану - графік залежності температур фазових переходів від концентрації сплаву.
  8.     Пояснити характер кривих нагрівання та охолодження, а також одержану діаграму. Визначити, який тип сплаву утворює дана система. 

 Література

 1.  Гуляев А.П. Металоведение. - М., 1978, гл.V. 

2. Масленников Ф.И., Лабораторный практикум по металоведению - М., 1961.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.ІІ. Термодинамика и молекулярная физика.- М.: Наука,1990.-592с.

EMBED Word.Picture.8  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85686. Планирование производственной программы механического цеха машиностроительного завода 956 KB
  В курсовом проекте приведен комплекс расчетов по планированию производственной деятельности механического цеха машиностроительного предприятия. В задачи курсового проекта входят определения стоимости основных фондов цеха, составление калькуляции себестоимости единицы продукции...
85687. Проект участка магистральной улицы 232.5 KB
  Проезжая часть улиц должна обеспечивать пропуск транспортных потоков расчетной интенсивности. Поэтому необходимое число полос движения при многополосной проезжей части рассчитывают с учетом пропускной способности одной полосы через интенсивность приведенного транспортного потока.
85688. Иерархия нормативных правовых актов Российской Федерации 209 KB
  Целью настоящей работы является выявление и разрешение проблем связанных с иерархическим построением нормативных правовых актов в Российской Федерации. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: Раскрыть понятие и значение иерархии нормативных правовых актов...
85689. Стабилизатор тока 744.89 KB
  Потребителями электроэнергии постоянного тока в диапазоне мощностей, характерных для транзисторных преобразователей, являются электронная аппаратура всевозможного функционального назначения, маломощный электропривод, аккумуляторные батареи.
85690. Анализ финансового состояния «ООО Дракон» 1.19 MB
  Бухгалтерский баланс является важнейшим источником информации о финансовом положении предприятия на отчетную дату. Он позволяет определить состав и структуру имущества предприятия ликвидность и оборачиваемость оборотных активов. Наличие собственного капитала и текущих обязательств, состояние и динамику...
85691. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЙОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 220/110 КВ 2.67 MB
  В нормальных режимах работы ЭП первой категории должны обеспечиваться электрической энергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв в электроснабжении ЭП первой категории может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.
85692. Психологічні аспекти депресивного стану 217.5 KB
  Депресія – це стан зниженого, пригніченого настрою зі спаданням психічної активності, песимізмом, апатією, своєрідними уявленнями, загальмуванням дій. Така проблема, як депресія в наш час стає дедалі актуальнішою. Ця хвороба є поширеною особливо серед підлітків, враховуючи ще сам по собі тяжкий...