Beitrag zur Anwendung der differenz-thermischen Analyse in der Kalorimetrie

Zusammenfassung

Die differenz-thermische Analyse (DTA) wurde als Untersuchungsmethode zur Bestimmung von Phasendiagrammen binärer Metallsysteme, zur Feststellung der Mischungswärmen im flüssigen Zustand, wie auch zur Bestimmung der Bildungswärmen fester Lösungen angewendet. Die Ergebnisse der kalorimetrischen Messung, die mittels der DTA an den Metallsystemen Sn-Pb, Sn-Bi, Cu-Ag und Mg-Pb ausgeführt wurden, werden mitgeteilt. Die Bedingungen unter denen die Grundgleichung vonSmothers anwendbar ist, werden erörtert. Die Maßnahmen werden angegeben, die eine möglichste Annäherung an diese Bedingungen erzielen lassen. Auf Grund der Thermogramme für reine Metalle und Legierungen wurden die Schmelzwärmen der reinen Metalle, nach Vermischung der beiden Metalle Sn und Pb die Mischungswärmen und nach wiederholtem Erwärmen auch die Bindungswärme der Mischkristalle bestimmt. Die Messungsergebnisse am System Mg-Pb, in welchem die intermetallische Verbindung Mg₂Pb auftritt, werden gezeigt. Die Bildungswärme dieser Verbindung bei Raumtemperatur wurde errechnet.

Die DTA erwies sich als annehmbare und genügend genaue Methode für die thermische Analyse binärer Metallsysteme, wobei die experimentelle Arbeit relativ einfach und die Reproduzierbarkeit der Resultate befriedigend ist.

Summary

Differential thermal analysis (DTA) was applied as an investigative method for determining phase diagrams of binary metal systems, for determining the mixing heats in the liquid state, and also for determining the heats of formation of solid solutions. The findings of the calorimetric measurements, that were conducted by means of DTA on the metal system Sn-Pb, Sn-Bi, Cu-Ag, and Mg-Pb are given. The conditions under which the fundamental equation ofSmothers is applicable, are mentioned. The precautions are stated that permit most possible approximation to these conditions. On the basis of the thermograms of pure metals and alloys, the heats of fusion of the pure metals were determined, and the mixing heats of the two metals tin and lead, and after repeated heatings, also the linkage heats of the mixed crystals. The experimental data are also shown for the system Mg-Pb, in which the intermetallic compound Mg₂Pb occurs. The heat of formation of this compound at room temperature was calculated.

DTA showed itself to be an acceptable and sufficiently accurate method for the thermal analysis of binary metal systems. The experimental work is relatively simple and the reproducibility of the results are satisfactory.

Résumé

On a utilisé l'analyse thermique différentielle comme méthode d'étude pour déterminer les diagrammes de phases de systèmes métalliques binaires afin d'établir les chaleurs de mélange à l'état liquide et les chaleurs de formation des solutions solides. On communique les résultats des mesures calorimétriques effectuées par analyse thermique différentielle sur les systèmes métalliques Sn-Pb, Sn-Bi, Cu-Ag et Mg-Pb. On discute les conditions suivant lesquelles l'équation fondamentale deSmothers peut s'appliquer. On communique les mesures qui permettent d'approcher le plus possible ces conditions. En s'appuyant sur les enregistrements obtenus avec les métaux purs et les alliages, on a déterminé les chaleurs de fusion des métaux purs, après mélange des deux métaux Sn et Pb, les chaleurs de mélange, et après nouvel échauffement, les chaleurs de formation des cristaux mixtes. On montre les résultats des mesures sur le système Mg-Pb, dans lequel se forme le composé intermétallique Mg₂Pb. On a calculé la chaleur de formation de ce composé à température ambiante.

L'analyse thermique différentielle apparaît comme une méthode acceptable et suffisamment précise pour l'analyse thermique des systèmes métalliques binaires, où la partie expérimentale relativement simple et la reproductibilité des résultats sont satisfaisantes.