Page 48 - 理化检验-物理分册2023年第十期

许 奥, 等: 各类参数对金属材料热分析结果的影响

为试验组2的相变终止
组2的相变峰值温度, T终 2 变会更晚发生与结束。因此, 颗粒尺寸大的块体,
温度。 相变过程更长, 需要吸收的热量更多, 其比焓高于
同时, 结 合 试 验 数 据 可 得 试 验 组 2 的 比 焓 颗粒尺寸小的粉体。

gq 0=-59.26J / ,
q 2=-60.47J / , g q 2 > q 0 。 2.2.4 气氛及坩埚材料对热分析曲线的影响
这是因为块体的颗粒尺寸比粉体大, 颗粒尺 对 照 组 ( 氩 气, Al 2O 3 ) 与 试 验 组 3 ( 空 气,
寸的增大会减小试样的表面积。根据热流加热的 )、 试验组4 ( 氩气, Al )、 试验组5 ( 空气, Al ) 的
Al 2O 3
原理, 表面积越小, 单位时间的受热效率越低, 相 DSC曲线如图2所示。

图2 对照组与试验组3 , 4 , 5的 DSC曲线
对照组与试验组 3 , 4 , 5 的相变温度如表 2 所 氛中还是在空气气氛中, 使用 Al坩埚的组总是先
示。 于使用 Al 2O 3 坩埚的组开始和结束相变, 且使用 Al
表2 对照组与试验组3 , 4 , 5的相变温度 ℃ 坩埚的试样相变热焓值较高, 比焓更接近真实值。

坩埚 保护 相变起始 相变峰值 相变终止 但因为 Al 的熔点是660℃ , 所以高温合金试验必须
组别
材料 气氛 温度 温度 温度 或其他高熔点金属坩埚。
采用 Al 2O 3
对照组 Al 2 O 3 氩气 230.45 235.20 241.76 2.2.5 升温速率对热分析曲线的影响
空气
试验组3 Al 2 O 3 229.53 233.81 240.35 对照组与试验组6 , 7 , 8的热流 - 时间曲线如图3
试验组4 Al 氩气 229.84 233.95 240.95 所示。
试验组5 Al 空气 229.20 233.61 238.54

根 据 图 2 及 表 2 中 数 据, 可 以 看 出: q 0 =

- 59.26J / , gq 4 =-66.27J / ,
gq 3=-57.30J / ,
g

q 5=- 62.34J / 。
g
, 。 , ,
可以得出 | q 3|<| q 0| | q 5|<| q 4| q 3 q 4
分别为试验组3 , 4 , 5的比焓。 在含有氧气的气
q 5
氛中, Sn粉表面会产生一层氧化膜, 吸热后变成液
, 空气)
态 Sn的量就会相对减少, 故试验组3 ( Al 2O 3
图3 对照组与试验组6 , 7 , 8的热流 - 时间曲线
, 氩气) 和试验组5 ( Al , 空气)
相比于对照组( Al 2O 3
相比于试验组4 ( Al , 氩气) 的相变会更早开始, 更早 对照组与试验组6 , 7 , 8的相变温度如表3所示。
达到峰值, 并更早结束相变。而比焓的计算中分母 表3 对照组与试验组6 , 7 , 8的相变温度
仍是称量的原始质量, 分子中试验组3相对于对照
试验组 升温速率 / 相变起始 相变峰值 相变终止
组、 试验组5相对于试验组4的吸热量减少, 故比焓
类型 ( K · min ) 温度 / ℃ 温度 / ℃ 温度 / ℃
-1
更低。
试验组4 5 230.58 233.49 238.09

根据图 2 和表 2 可以得到: =-59.26J / ,
g
q 0 对照组
10 230.45 235.20 241.76
g q 3=-57.30J / ,
q 4=-66.7J / , gq 5=-62.34J / 。
2
g
试验组5 20 230.70 237.75 248.97
q 4 >| q 0 | , q 5 >| q 3 | 。
试验组6 40 230.23 246.23 272.50
, 故无论在氩气气
因为 Al 的导热性优于 Al 2O 3
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