實驗三十八 形狀記憶合金的動作溫度測量課件

形狀記憶合金的動作（相變）溫度測量（DTA法）〈一〉實驗目的〈二〉實驗儀器〈三〉實驗原理〈四〉操作步驟〈五〉數(shù)據(jù)測量〈六〉思考題〈一〉實驗目的（1）掌握差熱分析(DifferentialThermalAnalysis,DTA)儀器的操作方法；（2）了解差熱分析儀的測量原理；（3）根據(jù)DTA曲線測定形狀記憶合金的動作(相變)溫度?！慈祵嶒炘?/p>

差熱分析是一種簡單而又重要的檢測方法，已廣泛應用于工廠的質(zhì)量管理、工程管理和材料驗收等方面。其使用范圍主要涉及金屬、高分子、玻璃、陶瓷、火藥、半導體、醫(yī)藥、食品、礦物、木材、土壤和生物等領域。差熱分析(DTA)是在程序控溫下測量物質(zhì)和參比物之間的溫差與溫度的關系的一種技術(shù)。所謂程序控溫，是指在溫度控制程序下，溫度隨時間呈線性增加，或保持恒溫；所謂“差”是指在研究過程中引入了參比物，將試樣和參比物進行比較而呈現(xiàn)出來的差異。參比物的引入，僅僅是為了便于揭示試樣的特性。因此，要求參比物在整個加熱或冷卻過程中不發(fā)生任何相態(tài)變化，即是“熱穩(wěn)定”的。DTA儀器的原理如圖2所示，其DTA曲線如圖3所示。往爐內(nèi)放樣品時，將盛有試樣和參比物的樣品池分別放在檢測器的兩個平臺上，參比物在左，試樣在右，如圖2所示。當電爐按照設定程序改變溫度時，試樣的溫度Ts將由測溫熱電偶測得，并輸入記錄儀或計算機，作為時間的一個函數(shù)被記錄下來。與此同時，試樣和參比物之間的溫差由檢測器(差值熱電偶)檢測后輸入DTA線路單元，經(jīng)放大后，再送到記錄儀或計算機，由記錄儀或計算機繪出DTA曲線，如圖3所示。試樣在加熱時，若發(fā)生相變、熔化、脫水等轉(zhuǎn)變，一般為吸熱，這時試樣的溫度上升將滯后于參比物；若過程可逆，在冷卻時，將放出熱量，這時試樣的溫度高于參比物，在DTA曲線上便出現(xiàn)明顯的峰，如圖3所示。

〈三〉實驗原理圖2DTA原理

(a)-加熱過程(b)-冷卻過程圖3DTA曲線

〈四〉操作步驟（1）試樣制備。將試樣的兩個端面磨平，以保證試樣與樣品池充分接觸。（2）接通電源，啟動DT-40主機。（3）用電子天平按一定比例稱取試樣和參比物。（4）用SSC-30封口機，將樣品池分別封口。（5）取下DTA爐罩，輕輕放在實驗臺上。再將石英玻璃罩取下，輕輕放入爐罩孔內(nèi)，以免滾落地下摔碎。（6）用鑷子夾著裝有試樣的樣品池，將其輕輕放入爐內(nèi)右側(cè)樣品臺正中，再將裝有參比物的樣品池放入爐內(nèi)左側(cè)的樣品臺正中。（7）將石英玻璃罩和爐罩分別重新罩上，并檢查是否復位。（8）接通冷卻水?！次濉禂?shù)據(jù)測量（1）用數(shù)據(jù)處理機測量形狀記憶合金的相變開始溫度、外推始點溫度、峰值溫度、相變終了溫度和相變時間。（2）用記錄儀記錄的DTA曲線測量上述數(shù)據(jù)?！戳邓伎碱}（1）簡述形狀記憶合金動作(相變)溫度的測量過程。（2）溫度量程不同，記錄儀記錄圖上的每小格所代表的溫度是否相同。（3）放大量程對圖形大小有何影響。（4）圖形的大小與那些因素有關。（5）在實驗過程中，相變溫度受那些因素的影響。（6）在計算機上打印出的圖中，縱坐標和橫坐標的物理量和單位各是什么。（7）基線受那些因素的影響。（8）為使基線盡可能平直，在不知被測樣品的比熱時，按照經(jīng)驗應如何確定樣品和參比物的比例。〈六〉思考題（9）一般情況下，樣品量應取多少毫克。（10）一般情況下，加熱速率應設定為多少。（11）一般情況下，放大量程應設定為多少。（12）如圖形超出了記錄范圍，應采取那些措施。（13）如圖形太小，應采取那些措施。（14）在DTA曲線上，