固相線和液相線

。上方的線為液相線,下方的線即為固相線]]
純物質有單一熔点,而混合物會在固相溫度TS或Tsol)部份熔化,在較高的液相溫度TL或Tliq)完全熔化。固相溫度恆小於或等於液相溫度。若固相溫度和液相溫度不相等,在兩者之間的區域稱為凝固範圍(freezing range),此區域內會有液相和固相共存的混合物(類似泥漿)像地球地幔中的橄榄石(鎂橄欖石-铁橄榄石)系統即為此例。

定義
在化學、材料科学及物理学中的液相線是指材料完全由固體熔化的溫度,液相溫度是在熱力學平衡狀態下,晶体可以和液態共存的最高溫度。固相線是特定物質在相图中完全凝固的溫度轨迹。固相溫度表示在該溫度以下,此物質會完全變成固體。

建模和量測
針對不同系統的固相線和液相線預測,已建立許多的模型。

固相線和液相線的具體量測可以用差示扫描量热法及差热分析進行。

效果
針對不純的物質(像是合金、蜂蜜、軟性飲料、冰淇淋),其熔點會變成範圍較寬的熔化區間。若溫度在熔化區間內,可以見到類似泥漿狀的固液共存平衡,沒有完全熔化,也沒有完全凝固。這也是高山上沒有雜質的雪可能維持固體,或是熔化,而地上比較髒的雪在特定溫度下會變成泥狀。金屬焊接的熔融池內會包括較高濃度的硫,可能因為基質金屬中的不純物質熔化,或是來自焊接電極,會讓的熔化區間變大,也會提高的風險。

冷卻時的特性
混合物的溫度若在液相溫度以上,會是平衡態下的液體。若系統僅低於液相溫度一些,在等待夠長的時間後,會漸漸有晶體形成,所需時間會依材料而不同。若系統快速冷卻到固相溫度以下,就以動力學方式抑制结晶過程,可以形成類似玻璃的混合物。

在物質冷卻到液相溫度時,先形成的結晶相稱為原生結晶相(primary crystalline phase,或primary phase)

在玻璃產業中,液相溫度非常重要,因為在玻璃熔化及形成的過程中,結晶會導致嚴重的問題,可能會使產品失效損壞。

相關條目

  • 熔點(凝固點)
  • 相圖
  • 固溶体

參考資料

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。