БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ПЛ)

Наличие определённой температуры П.— важный признак правильного кристаллического строения твёрдых тел. По этому признаку их легко отличить от аморфных твёрдых тел, которые не имеют фиксированной Т пл . Аморфные твёрдые тела переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры (см. Аморфное состояние ) .

Самую высокую температуру П. среди чистых металлов имеет вольфрам (3410 °С), самую низкую — ртуть (—38,9 °С). К особо тугоплавким соединениям относятся: TiN (3200 °С), HfN (3580 °С), ZrC (3805 °С), TaC (4070 °С), HfC (4160 °С) и др. Как правило, для веществ с высокой Т плхарактерны более высокие значения Q пл. Примеси, присутствующие в кристаллических веществах, снижают их Т пл. Этим пользуются на практике для получения сплавов с низкой Т пл(см., например, Вуда сплав с Т пл= 68 °С) и охлаждающих смесей.

П. начинается при достижении кристаллическим веществом Т пл. С начала П. до его завершения температура вещества остаётся постоянной и равной Т пл , несмотря на сообщение веществу теплоты ( рис. 2 ). Нагреть кристалл до Т > Т плв обычных условиях не удаётся (см. Перегрев ) , тогда как при кристаллизации сравнительно легко достигается значительное переохлаждение расплава.

Характер зависимости Т плот давления р определяется направлением объёмных изменений ( DV пл) при П. (см. Клапейрона — Клаузиуса уравнение ) . В большинстве случаев П. вещества сопровождается увеличением их объёма (обычно на несколько %). Если это имеет место, то возрастание давления приводит к повышению Т пл( рис. 3 ). Однако у некоторых веществ ( воды, ряда металлов и металлидов, см. рис. 1 ) при П. происходит уменьшение объёма. Температура П. этих веществ при увеличении давления снижается.

П. сопровождается изменением физических свойств вещества: увеличением энтропии, что отражает разупорядочение кристаллической структуры вещества; ростом теплоёмкости, электрического сопротивления [исключение составляют некоторые 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, см. Жидкость ) , уменьшается скорость распространения звука (продольных волн) и т.д.

Согласно молекулярно-кинетическим представлениям, П. осуществляется следующим образом. При подведении к кристаллическому телу теплоты увеличивается энергия колебаний (амплитуда колебаний) его атомов, что приводит к повышению температуры тела и способствует образованию в кристалле различного рода дефектов (незаполненных узлов кристаллической решётки — вакансий; нарушений периодичности решётки атомами, внедрившимися между её узлами, и др., см. Дефекты в кристаллах ) . В молекулярных кристаллах может происходить частичное разупорядочение взаимной ориентации осей молекул, если молекулы не обладают сферической формой. Постепенный рост числа дефектов и их объединение характеризуют стадию предплавления. С достижением Т плв кристалле создаётся критическая концентрация дефектов, начинается П.— кристаллическая решётка распадается на легкоподвижные субмикроскопические области. Подводимая при П. теплота идёт не на нагрев тела, а на разрыв межатомных связей и разрушение дальнего порядка в кристаллах (см. Дальний порядок и ближний порядок ) . В самих же субмикроскопических областях ближний порядок в расположении атомов при П. существенно не меняется ( координационное число расплава при Т плв большинстве случаев остаётся тем же, что и у кристалла). Этим объясняются меньшие значения теплот плавления Q плпо сравнению с теплотами парообразования и сравнительно небольшое изменение ряда физических свойств веществ 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.) и в технике (производство металлов и сплавов, литьё в формы и др.).

Лит.: Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей, Собр. избр. трудов, т. 3, М. —Л., 1959; Данилов В. И., Строение и кристаллизация жидкости, К., 1956; Глазов В. М., Чижевская С. Н., Глаголева Н. Н., Жидкие полупроводники, М., 1967; Уббелоде А., Плавление и кристаллическая структура, пер. с англ., М., 1969; Любов Б. Я., Теория кристаллизации в больших объемах, М. (в печати).

Б. Я. Любов.

Рис. 3. Изменение температуры плавления Т пл(°С) щелочных металлов с увеличением давления p (кбар). Кривая плавления Cs указывает на существование у него при высоких давлениях двух полиморфных превращений (а и в).

Рис. 1. Диаграмма состояния чистого вещества. Линии AD и AD' — кривые плавления, по линии AD' плавятся вещества с аномальным изменением объёма при плавлении.

Рис. 2. Остановка температуры при плавлении кристаллического тела. По оси абсцисс отложено время t, пропорциональное равномерно подводимому к телу количеству теплоты.

Пла'вленые огнеупо'ры,изделия, получаемые отливкой расплавленных огнеупорных материалов в формы или распиливанием остывших наплавленных блоков, а также порошки разной крупности, получаемые путём дробления и измельчения остывшего расплава. Шихту плавят обычно в дуговых печах (иногда в индукционных, газокислородных и плазменных); расплав разливают в песчаные, графитовые или чугунные формы. П. о. различают по составу: бадделеитокорундовые, корундовые, муллитоцирконовые и др. Свойства литых П. о.: пористость открытая 1—3%, предел прочности при сжатии 400—700 Мн/м 2 (4—7 тыс. кгс/см 2 ) , высокая температура деформации, хорошая устойчивость против действия агрессивных расплавов; термостойкость обычно невысокая. Литые П. о. применяют в стекловаренных и нагревательных печах, в наиболее разрушаемых участках кладки мартеновских печей и кислородных конвертеров. Измельченные П. о. применяют для изготовления огнеупорных изделий ответственного назначения и для набивки футеровок индукционных и др. печей.

Лит.: Литваковский А. А., Плавленые литые огнеупоры, М., 1959; Химическая технология керамики и огнеупоров, М., 1972.