热分析是利用热效应分析金属及合金组织、状态转变的一种方法。金属及合金的转变如:熔化、凝固和固态转变常产生明显的吸热或放热反应,这就是进行热分析的基础。在研究金属及合金的固态相变时,利用此热量的变化,使示差热电偶的热电势发生变化,从而确定金属或合金的相变温度Ac1和Ar1。
测定金属及合金的临界温度,常用加热及冷却曲线进行研究分析。所测定的加热温度和加热时间或冷却温度和冷却时间的关系曲线,称为简单热分析曲线。利用在相同条件下加热或冷却时,试样和标准试样的温度差与温度和时间的关系,对组织结构进行分析的一种技术,称为示差热分析法。
本实验采用示差热分析法,测量装置如图1-1所示。
示差热电偶由两支同型号热电偶反向串联构成,它的热电势应为两个热电偶电势之差,把t1插入标准试样中,t1´插入被测试样中;示差热电偶接入灵敏检流计,则示差热电势测量:
DE=E(t1,0)-E(t1¢,0)
而被测试样温度测量,为方便我们再用一对同型号电偶,接入UJ-37电位差计中,则被测试样温度测量:E(t1¢,0)。当匀速升温时,由于标准试样温度(t1)均匀上升,而被测试样温度(t1¢)升至时Ac1时,发生P-A转变,有吸热反应,t1¢温度停止上升,由于,t1>t1¢则DE>0。匀速冷却时,当t1¢温度降至Ar1时,发生A-P转变,有放热反应,使t1¢温度停止下降,由于t1<t1¢则DE<0。用检流计指示的DE及UJ-37的读数和时间制图,即可求出被测试样相变临界温度Ac1和Ar1。