재료공학실험 | 2원계 합금의 열분석

 

 

 

TIP

 

 

2원계 합금(Pb․Sn)의 열분석 실험을 통하여 상태도에서의 상의 변태에 대한 이해를 증진시키는데 그 목적이 있다.

 

 

 

열분석 실험에 재료를 가열 또는 냉각시키면서 그 물체의 온도를 측정해가면 온도의 시간적 변화는 일반적으로 평활한 곡선으로 나타난다. 그러나 물질이 전이점을 갖거나 분해하듯이, 어떤 상변화가 있을 때는, 곡선은 그 온도에서 정지점 또는 이상변화를 보인다.

 

따라서 이 곡선에 의해 상변화나 반응의 생성 등 각종 변화를 알 수 있다. 이 방법이 열분석이다. 물질의 녹는점․응고점․분해점 또는 합금의 상전이 등의 연구에 사용되며, 기준물질과 시료를 동시에 가열하면서 두 물질 사이에 생기는 온도차를 측정하여 시료의 열적 특성을 해석하는 시차열분석도 이용된다.

 

시차열분석이란 정속승항온 과정에서 시료와 기준물질을 동일한 조건하에서 가열 혹은 냉각시킬 때, 분석시료의 열적변화에 따른 온도의 미세변화를 구하여 이 시차온도와 물질의 온도간의 관계곡선을 구하는 방법이며, 따라서 어떤 물질에서 발생하는 열적변화를 알아내고, 또 역으로 열적변화로부터 그 원인 을 알아낼 수 있다.

 

어떤 물리적 혹은 화학적 변화가 없는 경우에도 시편과 표준물질 사이에 작은 온도차가 존재하며, 이는 두 물질간의 열용량 및 열전도도의 차에 기인하며 또 분석시료의 질량이나 packing density같은 실험변수에도 기인될 수 있다. 따라서 이번 실험은 온도 실험치와 상태도를 이용하여 비교 검토하는데 그 목적이 있다고 하겠다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 측정하려고 하는 시편은 잘게 잘라(약 30φ×5㎜내외)준비한다.

 

2) 그 후 준비된 Pb-Sn 합금을 각 시편을 시험관에 넣고 로내에 장입한다.

 

3) 로내의 온도를 500℃ 이상 가열한다.

 

4) 용융된 Pb-Sn 합금을 로내에서 열전대를 이용하여 1분 간격으로 온도를 측정한다.

 

5) 측정된 온도를 기록하고 시간(초) - 온도(℃) 그래프를 그려본다.

 

6) 실험 후 그려진 그래프를 가지고 이론적 Pb-Sn 상태도와 비교하여 미지의 Pb-Sn 조성을 찾아본다.

 

7) Pb-Sn 합금의 조성을 찾음으로서 상태도의 본질적 특성을 알아본다.

 

 

 

[재료공학실험]2원계 합금의 열분석 레포트