镓液滴升降温曲线测量研究

镓液滴典型的升降温测量曲线如图4.3所示，从图中可以看出，升降温曲线具有明显不同的特点。在降温曲线上会出现一个脉冲，镓在低于熔点（约30℃）的某个温度Ts开始凝固，随后温度迅速跳跃至Th（接近熔点Tm），曲线在Th附近保持短暂时间（即出现一个平台），之后又迅速降低，表明已完成凝固，然后液滴以与温度跳变前几乎相同的速率继续降温。升温过程中，曲线在熔点附近出现一个较宽的平台，表明在此区间镓处于由固态向液态过渡的相变过程。

图4.3　典型的镓液滴（质量为79.6 mg）的升降温曲线［22］

在多次重复测量中，我们发现升温曲线呈现相似的规律，平台总是出现在熔点附近，但降温曲线差别较大。图4.4为不同质量镓液滴的降温曲线图，可以得到如下规律：

（1）对于同一质量的镓液滴来说，降温曲线跳变的平台高度ΔTH=Th-Ts越大，平台宽度就越小，反之亦然；

（2）镓液滴质量越大，平台就越宽。

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图4.4　质量分别为25.23m（ga）、79.6 m（gb）及188.66 m（gc）的镓液滴的降温曲线比较图［22］

一般说来，出现平台时温度Th的值并不总在镓液滴熔点Tm附近，当把液滴放置于表面光滑的基底上加以测量时，降温曲线出现平台时的温度Th也较小，图4.5为把镓液滴分别置于载玻片和硅油中的降温曲线图。

图4.5　平台温度Th较小的降温曲线图［22］

a.镓液滴（57.17 mg）放置于载玻片基底上的降温曲线图；b.镓液滴（58.43 mg）放置于硅油中的降温曲线图。

以上研究表明，镓液滴在降温时有液体过冷现象，即使温度低于熔点，液滴也不会立即凝固。而在升温过程中没有观察到液体过热现象，体现出升降温曲线的不同。另外，降温曲线上的平台宽度远小于升温曲线，显示出凝固时间远小于熔化时间。