열전대 실험 레포트

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목차

-서론-
-본론-
-결론-

본문내용

Pb-Sn 의 열분석 실험
-서론-
1. 실험목적
2원계 합금의 열분석 실험을 통해 상태도를 읽고 이해 할 수 있는 능력을 기른다. 또한 실험과정을 통한 장비의 원리와 작동요령을 습득하여 전공과목의 전문성을 함양한다.
-서론-
2. 관련이론
(1) 2원계 합금 Pb-Sn의 상태도
[그림1. 2원계 합금 Pb-Sn의 상태도]
공정상태도 :
이 합금계는 납땜에 사용되는 대부분 합금의 기본이 되는 합금계이다. 옆의 상태도
는 61.9mass%Sn의 조성이 183℃에서
L (61.9%Sn) → α (19%Sn) + β (97.5%) 의 공정반응을 나타낸다.
(2)냉각곡선에 의한 열분석 실험
평형조건에서 어떤 시편의 구조 및 조직에 변화가 일어나는 특정온도는 그 물질을 나타내는 주요한 특징이 된다. 그러므로 열분석에 있어서 시편을 일정한 속도로 가열하 거나 냉각하여 그때의 온도 곡선의 기울기 변화로부터 변태온도를 얻게 되는 것이다.
평형 상태도를 그릴 때의 변태점들은 대개 냉각곡선으로부터 얻어진다. 그이유는 이 방 법이 액체상태의 금속을 교반하고 균질하게 하는데 유리하기 때문이다. 그러나 고체상의 핵생성이 어려워지기 때문에 결정화가 일어나기 전에 나타나는 응고점보다 더 낮은 응 고온도를 갖게 되는 단점이 있다.
열분석이란 어느 한 금속 또는 합금계에서 상이나 구조의 변화와 함께 열의 방출이나 흡수가 따르게 된다는 사실로부터 이와 같은 열적변화를 측정함으로써 계의 상변화와 구조변화를 분석하려는 금속학적 측정방법을 말한다. 이제 어느 용융금속을 냉각시키면, 용액의 온도 Tm 및 주변온도 T。에 의하여 용액으로부터 외부로 열흐름이 있게 된다. 시간 t동안에 유출된 열량 Q는 이때
Q = A(Tm-T。)t
로 표시된다. 여기서 A는 열전도도나 기하학적인 크기에 관계된 상수이다. 그런데 Tm 으로부터 곧 온도가 떨어지므로 위 식은 짧은 시간 dt에 대해서만 성립한다. 즉 만일 Tm-T。= δ 라 하면,
dQ = Aδdt
가 된다. 열량 dQ는 동시에 융액에서 방출되는 열량 -CMdt와 같다. 여기서 C와 M은 각각 융액의 비열과 질량이 된다. 따라서
-CMdδ = Aδdt
또는 -dδ/dt = Aδ/CM
위 식을 적분하면 냉각곡선의 수학적인 형식, 소위 Newton의 식을 얻는다.
δ = δ。exp(-t)
이와같은 식이 나타내는 냉각곡선은 그림 1의 곡선과 같으며, 만일 상온으로 냉각도중 어떠한 상의 변화도 나타나지 않는다면 특정용융상의 금속은 그림 1과 같은 냉각곡선을 보여 줄 것이다. 그런데 어느 용융금속이 조사된 온도범위내에서 응고점 Ts를 갖는다면 그 온도는 일반적으로 Ts에 도달될 때 까지는 Newton의 냉각

키워드

열전대,   실험,   재료