Физическая энциклопедия - плавление
Плавление
сплава от его состава при данном давлении изображается на диаграммах состояния спец. линиями (кривые л и к в и д у с а и с о л и д у с а, рис. 2). У ряда высокомол. соединений (напр., в-в, способных образовывать жидкие кристаллы) переход из тв. крист. состояния в изотропное жидкое происходит постадийно (в нек-ром температурном интервале), каждая стадия характеризует определённый этап разрушения крист.
структуры. Наличие определённой темп-ры П.важный признак крист. строения тв. тел. По этому признаку их легко отличить от аморфных тв. тел, к-рые не имеют фиксированной Tпл. Аморфные тв. тела переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении темп-ры (см. АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ). Самую высокую темп-ру П. среди чистых металлов имеет вольфрам (3410В°С), самую низкую ртуть (-38,9В°С).
К особо тугоплавким соединениям относятся TiN (3200В°C), HfN (3580В°C), ZrC (3805В°C), ТаС (4070В°С), HfC (4160В°C) и др. Как правило, для в-в с высокой Тпл характерны более высокие значения Lпл. Примеси, присутствующие в крист. в-вах, снижают Тпл. Этим пользуются на практике для получения сплавов с низкой Тпл (напр., у т. н. сплава Вуда, состоящего из 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn и 12,5% Cd, Tпл=68В°С) и охлаждающих смесей (напр.
, смесь из льда (42,8%) и К2СО3 (57,2%) плавится при -46В°С). Рис. 3. Остановка изменения темп-ры при плавлении крист. тела. По оси абсцисс отложено время t, пропорциональное равномерно подводимому к телу кол-ву теплоты. П. начинается при достижении крист. в-вом Тпл и протекает при пост.темп-ре (Тпл), несмотря на сообщение в-ву теплоты (рис. 3). Рис. 4. Изменение темп-ры плавления Тпл (В°С) щелочных металлов с увеличением давления р (кбар). Изломы на кривой плавления Cs указывают на существование у него при высоких давлениях двух полиморфных превращений (а и б). Нагреть кристалл до Т>Тпл в обычных условиях не удаётся (см.
ПЕРЕГРЕВ), тогда как при кристаллизации сравнительно легко достигается значит. переохлаждение расплава. Хар-р зависимости Тпл от давления р определяется направлением объёмных изменений (DVпл) при П. (см. КЛАПЕЙРОНА КЛАУЗИУСА УРАВНЕНИЕ). В большинстве случаев П. в-в сопровождается увеличением их объёма (обычно на неск.%). Если это имеет место, то возрастание давления приводит к повышению Тпл (рис. 4). Однако у нек-рых в-в (см. рис. 1) при П. происходит уменьшение объёма. Темп-ра П. этих в-в при увеличении давления снижается. П. сопровождается изменением физ. св-в в-ва: увеличением энтропии, что отражает разупорядочение крист. структуры; ростом теплоёмкости; электрич.
сопротивления (исключение составляют нек-рые полуметаллы (Bi, Sb) и полупроводники (Ge), в жидком состоянии обладающие более высокой электропроводностью). Практически до нуля падает при П. сопротивление сдвигу (в расплаве не могут распространяться поперечные упругие волны), уменьшается скорость распространения звука (продольных волн) и т. д. Согласно мол.-кинетич. представлениям, П. осуществляется след. образом. При подведении к крист. телу теплоты увеличивается энергия колебаний (амплитуда колебаний) его атомов, что приводит к повышению темп-ры тела и способствует образованию в кристалле разл. дефектов (незаполненных узлов крист. решётки вакансий, нарушений периодичности решётки внедрившимися между её узлами атомами и др.; (см. ДЕФЕКТЫ В КРИСТАЛЛАХ). В мол. кристаллах может происходить частичное разупорядочение взаимной ориентации осей молекул, если молекулы не обладают сферич. симметрией. Постепенный рост числа дефектов и их объединение характеризуют стадию предплавления. С достижением Тпл в кристалле создаётся критич. концентрация дефектов, начинается П.крист. решётка распадается на легкоподвижные субмикроскопич. области. Подводимая при П. теплота идёт не на нагрев тела, а на разрыв межатомных связей и разрушение дальнего порядка в кристаллах (см.ДАЛЬНИЙ И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК). В самих же субмикроскопич. областях ближний порядок в расположении атомов при П. существенно не меняется (координационное число расплава при Тпл в большинстве случаев остаётся тем же, что и у кристалла). Этим объясняются меньшие значения теплот плавления Lпл по сравнению с теплотами парообразования и сравнительно небольшое изменение ряда физ.
свойств в-в при их П. Процесс П. играет важную роль в природе (П. снега и льда на поверхности Земли, П. минералов в её недрах и т. д.), в науке и технике (производство чистых металлов и сплавов, литьё в формы и др.). .
Вопрос-ответ:
Похожие слова
Самые популярные термины
1 | 501 | |
2 | 417 | |
3 | 411 | |
4 | 405 | |
5 | 395 | |
6 | 394 | |
7 | 393 | |
8 | 385 | |
9 | 380 | |
10 | 377 | |
11 | 376 | |
12 | 367 | |
13 | 363 | |
14 | 361 | |
15 | 360 | |
16 | 359 | |
17 | 358 | |
18 | 356 | |
19 | 352 | |
20 | 343 |