Ein Zustandsschaubild (= Zustands- oder Phasendiagramm) veranschaulicht die temperaturabhängigen Umwandlungsvorgänge eines Stoffes.
Das Zustandsschaubild ergibt sich aus den Abkühlungskurven (Zeit-Temperatur-Diagramm) der reinen Metalle bzw. Legierungen.
- Experiment # 1: Am Beispiel Zinn lassen sich die Vorgänge bei der Abkühlung eines Metalls vergleichsweise einfach untersuchen. Aus den Messwerten ergibt sich das Zeit-Temperatur-Diagramm von Zinn, an dem sich der Energiefluss bei der Kristallisation, Phasenumwandlung, Schmelztemperatur, im Erstarrungsintervall die Erstarrungslinie mit Haltepunkt usw. veranschaulichen lässt, siehe Arbeitsblatt.
- Experiment # 2: Vorgänge bei der Kristallisation eines Metalls, z. B. Zinn: ca. 100 g Zinn erschmelzen, Thermofühler eintauchen und auf ca. 400 °C weiter erwärmen. Brenner aus, bei 380 °C Thermofühler entfernen und Erstarrung des Zinns beobachten. Wenn eine 5-10 mm dicke Schicht erstarrt ist, Tiegel mit der Tiegelzange greifen und die Restschmelze in einen zweiten Tiegel stürzen. Nach ca. zwei Minuten beide Tiegel unter Wasser abkühlen und die Gussstruktur des erstarrten Zinns aus Tiegel 1 untersuchen.
- Experiment # 3: Variante mit Bismut
