一、热分析法绘制相图（Determination a Phase Diagram by Thermal Analysis）

热分析法是先配制组成不同的合金加热至全部熔融，令其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统温度随时间的变化，以温度为纵坐标，时间为横坐标，将实验数据绘制成温度—时间曲线，称为冷却曲线（或步冷曲线cooling curve），当系统不发生相变时冷却曲线均匀地下降，而当系统有相变时，由于放出相变潜热，而使冷却曲线在该温度出现转折或停顿，将这些转折或停顿对应的点标记在温度组成图上，就得到相图。

现以Bi—Cd系为例介绍热分析法绘制相图。配制含Cd为0%， 20%， 40%， 70%和100%的五种样品加热完全为熔融状态，使其在空气中自然冷却，每隔一定时间记录一次温度，以时间为横坐标，温度为纵坐标，作出冷却曲线如图9—14（a）所示，曲线①为纯Bi样品，液体Bi冷却时f=1-1+1=1，故系统温度均匀下降，冷却曲线上部为平滑线段，当温度降到凝固点546K时，开始析出固相，其自由度为f=1-2+1=0，所以在冷却过程中，温度也不变，冷却曲线上出现平台。此时固体析出时所放出的凝固热抵偿了系统向环境散失的热，故系统温度保持不变，当液体Bi完全凝固后，固体Bi的温度又均匀下降。

曲线⑤为纯Cd样品，冷却曲线与纯Bi类似，在凝固点596K时出现水平线段。

曲线②为20% Cd样品，开始的一段温度也是均匀下降，冷却到N点时曲线斜率变小，发生转折，这是因为溶液的凝固点下降，开始析出固体纯Bi的温度低于纯Bi的凝固点，同时由于析出固体Bi时放出凝固热部分抵偿了系统向环境放出的热，使冷却速度变慢，在N点发生转折，Bi的析出使液相组成开始改变，Bi含量减小，Cd含量增大，溶液的凝固点则进一步下降，这时f=2-2+1=1，温度伴随浓度变化而连续降低，即曲线在N点转折之后又连续下降，当温度降至413K（140℃）时，液相中Cd增多到饱和浓度，而固体纯Cd也析出，f=2-3+1=0，此时Cd和Bi按比例同时析出，故系统的温度和液相组成均不变，同时系统所放出的凝固热完全补偿了液体向环境散失的热量，所以冷却曲线上出现一段水平线段，当液体完全凝固后，温度又继续下降。

曲线④为70% Cd样品的冷却曲线，与20% Cd的曲线相似，也有一个转折点和水平线段，不过在转折点析出的是纯Cd而不是纯Bi，在G点Bi与Cd同时析出，温度仍为140℃。

曲线③为40% Cd样品，其总组成恰好就是最低共熔混合物的组成，所以降温至低共熔温度（140℃）时，同时析出固体Bi和固体Cd，此时f=2-3+1=0，即温度（140℃）及液相组成（40% Cd）均保持不变，在曲线上没有转折点，只有水平线段，当液相完全凝固后，温度继续下降。

将各冷却曲线的转折点，水平线段的温度及相应的系统组成描绘在温度组成图上，然后将开始析出纯Cd的各点连成一线（BE线），将开始析出纯Bi的各点也连成一线（AE线），同时将三相平衡的各点连一直线，便得到Cd—Bi系相图9—14（b） 。