Page 38 - 理化检验-物理分册2021年第九期

顾凤仙, 等: 影响铸造铝合金差示扫描量热分析曲线的因素及曲线的应用

表2 铸造铝合金 A在不同升温速率下的两个吸热峰的特征温度

Tab 2 Characteristictem p eraturesoftwoendothermic p eaksofcastaluminumallo yAatdifferentheatin g rates
A1 ( 升温速率 A2 ( 升温速率 A3 ( 升温速率 A4 ( 升温速率 A5 ( 升温速率
样品编号

-1
-1
-1
-1
-1
2℃ · min ) 5℃ · min ) 10℃ · min ) 20℃ · min ) 40℃ · min )
起始点温度 / ℃ - / - 554.19 / 576.30 554.04 / 575.29 554.66 / 576.09 555.95 / 579.06
峰值温度 / ℃ - / 574.09 556.25 / 583.24 557.21 / 583.91 557.71 / 585.54 560.28 / 588.52

-1
吸热峰面积 /( J · g ) - / - 0.2212 / 2.3800 0.6613 / 4.1580 0.7695 / 4.7140 0.7049 / 3.1060

-1
文献[ 7 ] 和[ 8 ] 的结果一致。 为10℃ · min , 选取的温度范围为 400~690 ℃ 。
2.2 不同样品量对 DSC曲线的影响 从图3可以看出, 在该温度区间内, 出现了两个吸热
图2为铸造铝合金B在10℃ · min 的升温速率 峰, 第一个吸热峰是一个低熔点共晶相的熔融吸热

-1

下不同样品量的 DSC曲线。从图2中可以看出, DSC 峰, 起始点温度为585.33 ℃ , 在制定均匀化温度时
曲线吸热峰的峰值温度随着样品质量的增大向高温 通常以此温度作为参考点 [ 9 ] ; 而峰值温度593.14℃

处偏移, 其特征温度值见表 3 , 起始点温度偏差为 表示该合金第二相熔融完成时的温度点, 也是吸热

1.63℃ , 峰值温度偏差为1.97℃ , 吸热峰的面积偏差 峰最高点的温度。第二个吸热峰是该合金的熔化

为0.64J · -1 , 均有所增加, 但变化量不大。理论上, 峰, 峰的外推起始点就是该合金的熔点 641.32℃ ,
g

样品量增大, 吸收的热量就会增多, 有助于检测微弱 也是固相线, 而峰值温度656.59℃为该合金的液相
的热效应, 但同时分辨率会下降, 而取样量小, DSC曲 线。因此可以判断, 升温速率和样品量对吸热峰的
线的特征温度更接近真实, 另外由于设备对样品的质 起始点温度影响并不大, 而起始点的温度在实际应
量有一定范围的限制, 质量变化不大对 DSC 曲线的 用中的指导意义最大, 其反映的是材料转变的内在
影响也不明显, 所以结合实际情况考虑, 在进行铸造 性质。

铝合金的 DSC试验时, 样品量优先选择10~15m g 。

图3 铸造铝合金 B2在400~690℃的 DSC曲线

图2 铸造铝合金 B不同样品量下的 DSC曲线 Fi g 3 Dia g ramofDSCcurveofcastaluminumallo y

B2at400~690℃
Fi g 2 Dia g ramofDSCcurvesofcastaluminumallo yBat

different sam p lewei g hts
3 结论
表3 铸造铝合金 B不同样品量下的 DSC曲线吸热峰的特征温度

Tab 3 Characteristictem p eraturesofDSCcurveendothermic p eak ( 1 )升温速率越大, 铸造铝合金 DSC 曲线的峰

ofcastaluminumallo yBatdifferent q uantities 面积越大, 峰值温度向高温处偏移, 相邻吸热峰的分
B1 ( 样品量 B2 ( 样品量 B3 ( 样品量 离能力下降; 升温速率越小, DSC 曲线的峰面积越
样品编号

6.40m g ) 15.00m g ) 30.22m g ) 小, 有利于相邻吸热峰的分离, 不利于较小峰的显
现。因此铸造铝合金 DSC 试验的升温速率优先选
起始点温度 / ℃ 584.36 585.33 585.99

-1
峰值温度 / ℃ 592.15 593.14 594.12 择10℃ · min 。
( 2 )随着取样量的增大, 铸造铝合金 DSC 曲线

-1
吸热峰面积 /( J · g ) 16.57 16.83 17.21
上的吸热峰会略微向高温处偏移, 其中起始点温度
2.3 铸造铝合金 DSC曲线的应用 的变化要小于峰值温度的变化, 吸热峰面积的变化
图3是铸造铝合金 B2的 DSC 曲线, 升温速率 ( 下转第26页)
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