Механизм плавления твердого тела

Основные понятия, термины, определения

Плавление материалов

Температура плавления (Т_пл) - параметр состояния твердого тела, характеризующий границу его устойчивости. Другими словами, это температура равновесного фазового перехода твердого тела в жид­кость при постоянном внешнем давлении.

Наличие определенной температуры плавления - важный признак кристаллического строения тел. По этому признаку их легко отли­чить от аморфных твердых тел, не имеющих фиксированной темпе­ратуры плавления.

Механизм перехода твердого тела в жидкость можно объяснить изменением энергетического состояния твердого тела при нагрева­нии. При подведении к кристаллическому телу теплоты увеличива­ется энергия (амплитуда) колебаний его атомов, что приводит к по­вышению температуры и способствует возникновению в кристалле различных дефектов. Постепенный рост числа дефектов и их скопление характеризуют стадию "предплавления" (рис. 4.4.). С Достижением температуры плавления в кристалле создается крити­ческая концентрация дефектов.

Начинается плавление, т.е. кристаллическая решетка распадается на легкоподвижные субмикроскопические фрагменты. Подводимая в ^этот период теплота идет не на нагрев тела, а на разрыв межатомных связей и нарушение в кристалле дальнего порядка. Когда этот про­цесс завершится, твердое тело полностью превратится в жидкость. Температура, при которой возникает такое явление, есть температу­ра плавления.

С точки зрения термодинамики, при температуре плавления достигается равновесное состояние, т.е. состояние, при котором вы­равниваются энергии Гиббса твердой и жидкой фаз.

Рис. 4.4. Стадии фазового перехода твердого тела в жидкость при

нагревании

Для обычных условий, без учета сверхвысоких давлений, также влияющих на Т_т, следует считать температуру плавления одной из характеристических констант вещества.

Дата добавления: 2014-01-07