Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie układu równowagi dwóch metali np.: cyna i ołowiu na podstawie pomiaru temperatury punktów krytycznych. Zakres badań obejmuje:
zapoznanie się z aparaturą służącą do analizy cieplnej
sporządzenie krzywych chłodzenia określonych stopów
analizę wyników
Metodyka badań
Opis stanowiska badawczego
trzy tygle z jednakową masą stopu cynku i ołowiu zawierające odpowiednio : 100% Pb, 60% Pb-30% Sn i 38% Pb-62% Sn
termopary mierzące temperaturą stopniowych stopów, których zimne końce umieszczone są w termosach,
miliwoltomierz.
Przebieg i realizacja eksperymentu
Sprawdzić sprawność połączeń aparatury pomiarowej
Wstawić do pieca odpowiednio oznaczone tygle z naważką metalu i stopów
Po roztopieniu stopów wyciągnąć tygle z pieca, włożyć termopary i przeprowadzić pomiar temperatury co 30 s, aż do ochłodzenia metalu poniżej temperatury 1500C
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wykonać dla każdego tygla ze stopem krzywą chłodzenia we współrzędnych temperatura-czas, odczytać temperaturę załamań i przystanków oraz wyznaczyć rzeczywiste długości przystanków eutektycznych
Otrzymane wyniki porównać z teoretycznym wykresem równowagi cyna-ołów
Prezentacja i analiza wyników badań
Całość eksperymentu obarczona jest wieloma błędami uniemożliwiającymi otrzymanie poprawnych wyników. Zaliczamy do nich błędy w przebiegu doświadczenia jak i błędy aparatury. Do błędów aparatury zaliczamy niedokładności w pomiarze temperatury za pomocą termopary, która ze względów na ochronę przed zniszczeniem, umieszczana jest w metalowej rurce, a co może przekłamać realną temperaturę stopu. Samo działanie termopary też nie gwarantuje dokładnych wyników, gdyż jej zimny koniec powinien być trzymany w stałej temperaturze, co w warunkach jakich my przeprowadzamy eksperyment jest niemożliwe. Także sam odczyt jest obarczony pewną niedokładnością, gdyż był dokonywany za pomocą zwykłego zegarka.
Trzy krzywe chłodzenia dla temperatury i czasu.