9585_ТокаевАС_ЛР2. Термический анализ. Построение диаграммы плавкости
 Скачать 316.92 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра физической химии. отчет по лабораторной работе №2 по дисциплине «Материаловедение» Тема: Термический анализ. Построение диаграммы плавкости двухкомпонентной системы
Санкт-Петербург 2021 Цель работы: Построение диаграммы плавкости системы «дифениламин–нафталин» методом термического анализа. Основные теоретические положения Сплавами называют сложные вещества, полученные сплавлением нескольких элементов. Элементы или химические соединения, образующие сплав, называют компонентами. Компонентами металлических сплавов могут быть неметаллы. Фазой называют однородную часть сплава, характеризующуюся определенным составом, свойствами, типом кристаллической решетки и отделенную от других частей сплава поверхностью раздела. При изменении температуры и концентрации компонентов в сплавах в этих словах происходит существенные фазовые и структурные изменения, которые можно наглядно проследить с помощью диаграмм состояния, представляющих собой графическое изображение состояния сплавов. Диаграммы состояния обычно строят экспериментально. Общие закономерности сосуществования равновесных фаз определяются правилом фаз Гиббса: С=К+Р-Ф, где С – число степеней свободы, К – число компонентов, Ф – число фаз. Под числом степеней свободы или вариантностью системы понимают число внешних Р (температура, давление) и внутренних (концентрация) факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз, находящихся в равновесии. Для металлических сплавов внешним фактором является только температура, т.е. Р=1, С=К+1-Ф. Для достижения цели необходимо решение следующих задач: Построение кривых охлаждения для смесей дифениламина и нафталина с различным соотношением компонентов; Проведение анализа построенных кривых охлаждения и определение температуры фазовых переходов для исследованных смесей; Построение фазовой диаграммы системы “дифениламин – нафталин” по полученным экспериментальным данным; Проведение полного анализа построенной диаграммы: определение смысла всех полей, линий и точек на диаграмме, определение типа равновесия между тремя фазами (инвариантного состояния). Оборудование и реактивы Универсальный контроллер; Модуль “Термический анализ” Комплект из 11 ампул, содержащих смеси дифениламина и нафталина различного состава (от 10 до 90 масс. %), а также ампулы с чистым дифениламином и чистым нафталином. Обработка результатов экспериментов.
Построим графики температур по этим данным, где 1 номеру измерения соответствует 15 секунд, соответственно 2 номеру соответствует время в 30 секунд, 3 номеру – 45 секунд.            Проведём анализ кривых охлаждения и по перегибам и температурным остановкам на графиках определим температуры фазовых переходов для исследуемых смесей
На основании полученных данных построим фазовую диаграмму, системы «дифениламин – нафталин», т. е. на основании полученных точек начертим линии фазового равновесия. Диаграмма состояния  Проанализируем диаграмму. Значение полей: I – расплав; II – расплав и кристаллы вещества А; III – расплав и кристаллы вещества В; IV – механическая смесь дифениламина и нафталина Значение линий: Т1ЕТ2 – линия ликвидуса (состав расплава) Т1Е – линия ликвидуса (расплав и кристаллы вещества А) ЕТ2 - линия ликвидуса (расплав и кристаллы вещества В) СED -линия эвтектики (в равновесии три фазы – расплав, кристаллы веществ А и В) Значение точек: Т1 – температура плавления вещества А Т2 - температура плавления вещества В Е – точка эвтектики (в равновесии три фазы – расплав, кристаллы веществ А и В) Из полученных данных можем заключить, что данная диаграмма – диаграмма I рода (диаграмма состояния сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов), т.к. мы имеем 2 химических соединения, 3 фазы (расплав, кристаллы веществ А и В), оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, а в твердом состоянии нерастворимы и не образуют соединений. Вывод В результате измерений лабораторной работы были получены данные для последующего построения кривых охлаждения смесей дифениламина и нафталина. На основании этих данных были получены графики плавкости смесей, и с помощью этих кривых охлаждения была получена диаграмма состояния системы «дифениламин – нафталин», которая является диаграммой 1рода. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||