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熔化

/melting/
条目作者刘伍明

刘伍明

最后更新 2025-02-20
浏览 349
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物质由固相转变为液相的过程。又称熔解、熔融、融解。

英文名称
melting
又称
熔解、熔融、融解
所属学科
材料科学与工程

物质由固相转变为液相时的温度称为熔化温度。又称熔点。通常在压力为一大气压时的熔点称为该物质的熔点。在此温度下,物质的固相和液相互相平衡而能共存。熔化温度一般都随压力改变。在有些物质(如铷、铈)固相的温度-压力曲线中,存在着极大或极小的特征值。熔解时体积会膨胀的物质其熔化温度随压力增加而升高,而体积收缩的物质其熔化温度随压力增加而减小。在一定压强下,以有限速度熔解时,物质的温度通常比熔点高。用来描述熔化的理论有林德曼(Lin-demann)熔化方程、西蒙(Simon)熔化方程、克劳特(Kraut)-肯尼迪(Kennedy)熔化方程。熔化温度还与物质的纯度有密切关系,有时很少一点杂质就可以显著地降低熔点。

熔化通常分为两种:①等温熔化。在熔化温度下固相全部转变为液相的过程。结晶固体的熔化为等温熔化,熔化温度等于其凝固温度。②非等温熔化。在液相线与固相线温度之间的范围即熔化温度区间,物质在熔化温度时开始有液相形成,到某一较高的确定温度才全部转化为液相(在这两个温度之间,同时存在着固相和液相)的过程。非等温熔化过程与熔化温度区间相对应,非晶物质无熔点可言。

在一定压强和一定温度下,物质在熔解过程中要吸收热量即熔解热。熔解热可以用来衡量物质结合能的大小。不同的物质具有不同的熔解热。熔化过程中,物质的性质要发生显著变化,其中最主要的是体积、饱和蒸气压、电阻率以及熔解气体的能力的变化。非晶态固体受热熔解时,没有一定的熔化温度,也不吸收熔解热。在熔解过程中,它随温度升高而逐渐软化,最后成为液体。固溶体的熔解热与其成分有关。多数固体熔解时,体积发生变化。水、锑等物质熔解时,体积变小;汞、铅等物质熔解时,体积增大。

金属间化合物熔化有:①同成分熔化,即固相被加热到熔点时转变为同成分的液相。②非同成分熔化,即固相在熔点时转变为同成分的液相和另一个不同成分的固相。③共晶熔化,即二(或三)元系中两(或三)个固相(共晶点)在熔点转变为一个液相。④包晶熔化,即一个固相加热到包晶温度时转变为一个液相和另一个与原来固相成分不同的固相。

表征熔化的指标有:①熔化率。单位时间内平均熔化出的合格的固体质量。有平均熔化率、阶段平均熔化率两种计算方法。②熔化能力。一炉次额定熔化固体炉料的总重。③熔化强度。单位熔化炉膛截面积的熔化率。最佳熔化强度为7~9吨/(平方米·小时)。④熔化比。熔化所用的燃料重量与熔炉装入被熔固体重量之比。⑤熔化损耗。由于蒸气、氧化和扒渣时带走液态金属所造成的损耗。液态金属在出炉、浇注等过程中的泼溅,一般也统计在熔化损耗之内。

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