Solidus Sıcaklığı (Katılaşma sıcaklığı), altında bir malzemenin tamamen katı olduğu sıcaklık ve termodinamik dengede bir eriyiğin kristallerle birlikte var olabileceği minimum sıcaklıktır. Bir alaşımın tamamen katı hale geldiği en yüksek sıcaklıktır. Solidus sıcaklığı (Katılaşma sıcaklığı), faz geçişlerinin anlaşılmasında ve cam, metal alaşımları, seramik ve kaya gibi malzemelerin üretim süreçlerinde önemlidir.
Öte yandan Likidus Sıcaklığı ( Sıvılaşma Sıcaklığı), bir malzemenin tamamen sıvı olduğu sıcaklık ve kristallerin termodinamik dengede eriyik ile bir arada bulunabileceği maksimum sıcaklıktır. Bir alaşımın tamamen sıvı olduğu en düşük sıcaklıktır.
Alaşımlar, camlar, seramikler ve kayalar gibi saf olmayan maddeler için sıvılaşma ve katılaşma sıcaklıkları mutlaka aynı değildir ve iki sıcaklık arasında bir boşluk olabilir.
Solidus sıcaklığı jeoloji, malzeme bilimi ve metalurji gibi çeşitli alanlarda kritik bir parametredir. Basınç, bileşim ve belirli elementlerin varlığı gibi faktörlerden etkilenir.
Hirschmann (2000), peridotit bileşimlerinin katılaşma sıcaklığına ilişkin bilgiler sunarak katılaşmanın 2 ila 6 GPa arasında daha düşük bir sıcaklıkta olduğunu belirtir. Bu, basıncın katılaşma sıcaklığı üzerindeki etkisini gösterir.
Collinet ve ark. (2015), Mars mantosunun katılaşma sıcaklığını tahmin etmek için basıncın katılaşma sıcaklığı üzerindeki etkisini vurgulayan bir denklem sunmuştur. Bulgular, Mars mantosunun katılaşma sıcaklığının basınçtan etkilendiğini ve katılaşmanın verimli karasal peridotitlerin sıcaklığının 50°C altında olduğunu gösteriyor.
Gao ve diğerleri. (2022), 3003 alüminyum alaşımının katılaşma ve sıvılaşma sıcaklıklarını tartışarak bileşimin katılaşma sıcaklığı üzerindeki etkisini ortaya koymaktadır.
Ayrıca Wu ve ark. (2021) ve Helmy ve ark. (2021) ayrıca bileşimin ve basıncın sırasıyla dolgu metallerinin ve sülfür fazlarının katılaşma sıcaklığı üzerindeki etkisini vurgulamaktadır. Bu çalışmalar katılaşma sıcaklığını etkileyen faktörlerin çok yönlü doğasının altını çizmektedir.
Özetle, katılaşma sıcaklığı basınçtan, bileşimden ve spesifik elementlerin varlığından etkilenen karmaşık bir parametredir. Katılaşma sıcaklığının anlaşılması, eritme, döküm ve kaynaklama gibi süreçleri ve malzemelerin özelliklerini etkilediğinden çeşitli alanlarda çok önemlidir.
Katılaşma ve Sıvılaşma Sıcaklığı Arasındaki Fark Nedir?
Katılaşma sıcaklığı ve sıvılaşma sıcaklığı, bir malzemenin faz diyagramında, bir malzemenin katı ve sıvı halleri arasında geçiş yaptığı sıcaklıkları tanımlayan iki farklı noktadır.
- Katılaşma sıcaklığı: Katılaşma sıcaklığı, bir malzemenin tamamen katı olduğu en düşük sıcaklık ve termodinamik dengede bir eriyiğin kristallerle bir arada bulunabileceği minimum sıcaklıktır.
- Sıvılaşma sıcaklığı: Sıvılaşma sıcaklığı, bir malzemenin tamamen sıvı olduğu en yüksek sıcaklık ve kristallerin termodinamik dengede eriyik ile bir arada bulunabileceği maksimum sıcaklıktır.
Katılaşma ve sıvılaşma sıcaklıkları arasındaki temel farklar şunlardır:
- Katılaşma sıcaklığı maddenin tamamen katılaştığı sıcaklığı belirtirken sıvılaşma sıcaklığı maddenin tamamen sıvılaştığı sıcaklığı belirtir.
- Saf elementler veya bileşikler için sıvılaşma ve katılaşma sıcaklıkları aynıdır ve erime noktası terimi kullanılabilir.
- Alaşımlar, camlar, seramikler ve kayalar gibi saf olmayan maddeler için sıvılaşma ve katılaşma sıcaklıkları mutlaka aynı değildir ve iki sıcaklık arasında bir boşluk olabilir.
Katılaşma ve sıvılaşma sıcaklıkları arasındaki farka erime aralığı denir
Erime aralığı, uygun malzemenin seçilmesinde dolgu metallerinin erime özelliklerinin çok önemli olduğu sert lehimleme gibi işlemler sırasında malzemelerin davranışının anlaşılması açısından önemlidir.
Referanslar:
- Collinet, M., Médard, É., Charlier, B., Auwera, J. ve Grove, T. (2015). İlkel Mars mantosunun 0,5-2,2 gpa'da erimesi ve Mars'taki bazaltların ve alkali kayaların kökeni. Dünya ve Gezegen Bilimi Mektupları, 427, 83-94. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.06.056
- Gao, Z., Qin, Z. ve Lu, Q. (2022). Eriyik eğirme teknolojisiyle üretilen düşük erime noktalı dolgu metali kullanılarak 3003 alüminyum alaşımının kontrollü atmosferde lehimlenmesi. Malzemeler, 15(17), 6080. https://doi.org/10.3390/ma15176080
- Helmy, H., Botcharnikov, R., Ballhaus, C., Deutsch-Zemlitskaya, A., Wirth, R., Schreiber, A., … & Häger, T. (2021). Magmatik sülfit sıvılarının evrimi: baz metal sülfürler nasıl ve ne zaman kristalleşir? Mineraloji ve Petrolojiye Katkılar, 176(12). https://doi.org/10.1007/s00410-021-01868-4
- Hirschmann, M. (2000). Manto katılaşması: deneysel kısıtlamalar ve peridotit bileşiminin etkileri. Jeokimya Jeofizik Jeosistemleri, 1(10). https://doi.org/10.1029/2000gc000070
- Wu, J., Xue, S., Yao, Z. ve Long, W. (2021). 12ag-cu-zn-sn kadmiyum içermeyen ilave metallerin mikroyapısı ve özellikleri üzerine çalışma. Kristaller, 11(5), 557. https://doi.org/10.3390/cryst11050557
Read the full article
