第1-3讲 热容.ppt

材料物理性能 第一章材料的热学性能 安徽工业大学材料学院 2020年1月31日 第三讲 PhysicalPropertiesofMaterials 热容的基本概念热容的实验规律热容的基本理论 经典 量子理论 1 2影响热容的因素 1 1固体的热容 温度结构 相变合金元素 化合物 1 3热容的测量原理与热分析方法 第一章材料的热学性能 1 3比热容的测量与热分析 1 3 1 比热容的常用测量方法一 量热计法 适用于低温和中温测比热 二 撒克司法 适用于高温测比热 三 斯密特法 适用测比热与转变潜热 1 3 2 热分析方法一 简单 普通 热分析 二 示差热分析DTA 微分热分析 三 差动扫描量热法DSC 1 3 3 热分析的应用 一 量热计法 高温 低温 试样被冷却 正向量热计法低温 高温 试样被加热 反向向量热计法 研究淬火钢的回火 冷加工金属的再结晶 2 电阻加热法 中低温确定比热方法 忽略了量热计与外界的热交换 1 混合法 二 撒克司法 适用于高温 修正了与外界的热散耗 思考 加热箱子 电阻丝 示差热电偶的作用各是如何 思想 试样1与箱子2 量热计 保持恒温 以避免热损耗 办法 同时加热试样1与箱子2 采用温差热电偶 三 斯密特法 适用测比热与转变潜热 温差 试样与容器 恒定 热流 恒定 以上可得 热流 转变潜热 1 3 2 热分析方法 简单热分析 示差热分析DTA 差动扫描量热DSC 简单热分析 加热冷却中的热效应所产生的温度T t时间关系图的分析技术 应用 用于研究恒温转变 纯金属或合金的凝固 过冷转变等 一 简单热分析方法 二 示差热分析法 DifferentialthermalanalysisDTA DTA热分析方法 利用在相同条件下加热或冷却时试样和标准样 参比物 的温度差与温度或时间关系对组织结构分析的一种技术 注意 参比物在整个测试的温差范围内不发生分解 相变 破坏 也不与被测物反应 同试样的比热容 热传导系数相接近 如钢铁材料常用镍 硅酸盐材料常用高温煅烧的Al2O3 MgO作参比物 DTA热分析方法的实验原理 DTA曲线和温度T的关系 DTA分析测量示意图 思考 放热与吸热峰的区别用途 确定组织转变的起始温度 DTA峰的面积与该峰的热焓成正比 优点 灵敏度高 自动控制 中低温下作定量分析 高温下的定性分析 差动扫描量热法 DifferentialscanningcalorimetryDSC 用差动方法测量加热或冷却过程中 在试样和标样的温度差保持为零时 所要补充的热量与温度和时间的关系的分析技术 DTA与DSC方法的实验原理比较 DTA DSC优点 精确度高 定量分析 700度以下 单斜 ZrO2 g cm3 5 56 四方 ZrO2 g cm3 6 1 立方 ZrO2 g cm3 6 27 液相 温度变化时发生晶相转变 引起体积膨胀 1 3 2 热分析的应用 一 建立合金的相图 热效应测量温区宽 可达2000度 变温速度小于5度 分 保护氩气 凝固峰与共晶峰 液态线 峰的起始点 与共晶线 峰值温度 二 研究SUJ2钢的过冷奥氏体转变 一 测量等温转变曲线 实验仪器 炉子 加热炉 830度通氩气 等温炉标准样 NiCr合金WCr 10 试样 棒状 示差热测量装置 差热峰 奥矢体分解 金相法校验 三 研究有序 无序转变 Ni3Fe合金 有序态 稳定的低能态五序态 亚温 高能 态 课堂测验题 一级相变与二级相变对热容的