同学们,本栏目是学习本实验时常见的问题。这里作统一解答。
问题一:“步冷曲线”上出现“拐点”或“平台”转折变化时,说明什么?
回答:“步冷曲线”上出现“拐点”或“平台”转折变化时,说明有相变发生。相变发生时,有热效应产生,使降温速率减小。
问题二:“步冷曲线”上出现“拐点”时系统处于两相平衡,出现“平台”时为三相平衡。这种说法对吗?
回答:正确。根据相律可以证明,ƒ﹡=2-3+1=0。
问题三:每条“步冷曲线”都是先出现“拐点”,再出现“平台”?
回答:不对。简单低共熔混合物就不是,它只出现“平台”,没有“拐点”。
问题四:在金属相图绘制的实验中,选择了具有低共熔点的铅锡系统,已知纯铅和纯锡和熔点分别为327 ℃和232 ℃,则比较合适的测温元件是什么?
回答:比较合适的测温元件是:镍铬-镍硅热电偶。
问题五:Sn质量分数为80%的熔融混合物冷却,则“步冷曲线”上将出现什么?
回答:“步冷曲线”上先出现一个“拐点”,后出现一个“平台”。
问题六:为什么在“步冷曲线”上,经常因过冷现象?
回答:因为刚开始析出的是小晶体,而小晶体的熔点低于正常(大晶体)的熔点。
问题七:在二组分合金系统的“步冷曲线”上,“平台”长短与哪个因素有关?
回答:“平台”长短与样品的种类、质量、组成、样品的降温速率等因素有关。步冷曲线的“平阶”长短决定于刚出现“平阶”时熔液的剩余量,若液相的量多,则凝固时放热多,持续时间长,因此“平阶”长。反之,若液相的量少,则“平阶”短。由于各样品在刚出现“平阶”时液相的剩余量不同,因此其“平阶”的长短不同。
问题八:二组分系统“步冷曲线”上,“拐点”和“平台”的相数都是两相?
回答:不对!根据相律可知,“拐点”是两相,“平台”是三相。
问题九:“步冷曲线”发生转折变化的原因是,从熔液中析出固相时系统吸热,降温速率增加。这种说法对吗?
回答:这种说法不对。系统放热,降温速率减慢。
问题十:Pb—Sn二组分固液系统,其低共熔组成为0.619(Sn的质量分数)。现配制Sn质量分数分别为0.20、0.30、0.50的样品各100克,在其它条件均相同的条件下,其“步冷曲线”上“平台”长度由大到小的顺序是什么?
回答:“平台”长度由大到小的顺序是:0.50>0.30>0.20。步冷曲线的“平台”长短决定于刚出现“平台”时溶液的剩余量,若溶液的剩余量多,则凝固时放出的热量多,保持温度不变的时间长,所以“平台”长;反之,若溶液的剩余量少,则“平台”短。由于各样品在刚出现“平台”时,溶液的剩余量不同,因此其“平台”的长短不同。
问题十一:在“步冷曲线”上,“拐点”不如“平台”明显,其原因是什么?
回答:在“拐点”处只析出一种固相,所产生的相变热较少。温度发生转折变化不明显。
问题十二:若M和N二组分可形成简单低共熔系统,则在低共熔混合物的组成时,熔液的凝固点最低。对吗?
回答:正确。
问题十三:对简单低共熔混合物,其组成随外压的变化而变化。这种说法对吗?
回答:从理论上讲,这种说法对。但是由于外压对固、液的组成影响很小,通常可以忽略不计。
问题十四:已知A和B可构成固溶体,在组分A中若加入组分B可使固溶体的熔点升高,则组分B在此固溶体中的浓度与B在液相中的浓度相比,那个大?
回答:根据相图可知,组分B在此固溶体中的浓度大于B在液相中的浓度。
问题十五:测定二组分固液系统的“步冷曲线”时,熔融液的降温速率要尽量小,这样操作的目的是什么?
回答:使相变接近于平衡状态。因为相图是在相平衡状态下测定的,因此要求析出固相时要缓慢冷却,这样才能准确相变温度,同时出现的“拐点”也比较明显。
问题十六:用“热分析法”绘制相图时,对于简单的低共熔合金系统,纯金属、低共熔混合物及合金的步冷曲线上的相变温度各有几个?
回答:简单的低共熔合金系统,纯金属、低共熔混合物及合金的步冷曲线上的相变温度分别是2, 1, 2个。