Методы исследования свойств металлических расплавов

Вертман А.А., Самарин А.М.
Наука, 1969 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Вертман А.А., Самарин А.М. Методы исследования свойств металлических расплавов P
Определение теплоты образования по изменению температуры при смешении
 
С помощью этого метода получена большая часть сведений о теплотах смешения жидких сплавов. Каваками [30], пользуясь изотермическим калориметром, измерял теплоты смешения жид­ких сплавов вплоть до 1200°. Калориметр помещен в печь соп­ротивления с нихромовой спиралью. В качестве калориметри­ческой среды служит эвтектическая смесь нитратов калия и нат­рия. Компоненты исследуемого сплава помещаются соответственно в двух тиглях. В определенный момент металл из одного тигля выливается в приемник с мешалкой. Медь — константановые тер­мопары помещаются внутри мешалок и служат для определения изменения температуры при образовании раствора. Установка обеспечила измерение даже сравнительно небольших по величине тепловых эффектов, которыми сопровождается образование эвтек­тических расплавов.
Другая конструкция калориметра позволяла работать до 700— 800°. Нагрев осуществлялся с помощью нихромовой спирали. Спираль наматывалась на толстую чугунную трубу для того, что­бы получить изотермическую зону возможно большей протяжен­ности. Водяное число калориметра этого типа составляло всего 2,76 кал. В работе Каваками впервые были определены теплоты смешения ряда эвтектических систем (К — Na, Hg— Sn, Sn— Bi, Sn- Gd, Bi- Gd, Sb- Pb, Bi- Pb, Gd- Pb, Sn- Zn, Bi— Znи др.), а также систем с химическим взаимодействием в жидком состоянии (Hg— К, Hg— Na, Sn— Sb) и было пока­зано, что теплота образования жидких сплавов, соответствующих химическим соединениям в твердой фазе, приближается по своей величине к теплоте химической реакции, в связи с чем автор при­шел к выводу о возможности существования в расплаве группи­ровок, близких по своей природе к химическим соединениям. Этот вывод, сделанный еще в 20-х годах, должен быть отмечен особо. В опытах Каваками главный период был очень непродолжитель­ным, именно это обстоятельство позволило проводить линейную экстраполяцию начальной и конечной температур для определе­ния превращения температуры.

Увеличение температуры и усиление интенсивности теплообме­на существенно усложняют экстраполяцию, поэтому в работе [29] была предложена оригинальная конструкция калориметра с изотермической оболочкой. Нагревателем служила силитовая печь, питаемая от лампового генератора, что позволило поддер­живать постоянную температуру с точностью до 0,1%. На этой установке можно измерять теплоты смешения реакций, для­щихся до 10 мин. В качестве датчика использована погруженная в расплав термопара, измерявшая температуру с точностью до 0,3°.