《材料物理性能》材料热性能测量实验[精].ppt

《材料物理性能》实验课之二
材料热性能测量实验

一、实验目的
1、学****DTAS-1A型测试仪和PCY-Ⅲ型热膨胀系数测试仪的工作原理,掌握它们的使用方法;
2、熟悉材料热容和热膨胀系数测试的试样制备,测试步骤和数据处理方法;
3、深化对材料热容和热膨胀系数物理本质的认识,掌握如何通过热容和热膨胀系数的测试来分析和研究材料。
1、利用DTAS-1A型测试仪测试Sn-Pb合金的熔化曲线
2、利用PCY-Ⅲ型热膨胀系数测试仪分别测试45#钢(室温~850 ℃)和纯Ni(室温~370 ℃)的热膨胀曲线;
二、实验内容
差热分析法
差热分析(Differential Thermal Analysis,DTA)是在程序控制温度下,测量处于同一条件下样品与标准样品(参比物)的温度差与温度或时间的关系,对组织结构进行分析的一种技术。
Furnace
Thermocouples
Reference
Sample
1、加热炉体在任何时候均禁止手触摸,以防烫伤!
2、升降炉体时轻拿轻放,勿触碰载物台支撑杆;
3、载物台左侧放标准样品(Al2O3),右侧放待测样品;
4、待测样品放入量勿超出坩埚;
5、请勿动其他实验仪器。
注意事项
设备操作步骤及注意事项
1、开设备之前先打开循环水;
2、打开微机差热仪的电源开关;
3、在样品台上放入样品,并关上炉体;
4、启动差热仪程序;
5、输入设置参数:起始温度 25 ℃,终止温度
350 ℃,升温速率 10 ℃/min;
6、双击“绘图”,并点击“实验开始”
热膨胀仪,是在一定的温度程序、负载力接近于零的情况下,测量样品的尺寸变化随温度或时间的函数关系的仪器。
热膨胀系数物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的体积变化,即热膨胀系数α=ΔV/(V*ΔT). 式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变,V为物体体积. 严格说来,上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似;准确定义要求ΔV与ΔT无限微小,这也意味着,热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。温度变化不是很大时,α就成了常量,对于可近似看做一维的物体,长度就是衡量其体积的决定因素,这时的热膨胀系数可简化定义为:单位温度改变下长度的增加量与原长度的比值,这就是线膨胀系数。
热膨胀系数
平均线膨胀系数计算公式:
L:试样室温时的长度(μm)
ΔLt:试样加热至t℃时测得的线变量(μm)
Kt:测试系统t℃补偿值(μm)
t:试样加热温度(℃)
t0:室温(℃)