तरल और ठोस: Difference between revisions

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जबकि रासायनिक रूप से शुद्ध पदार्थों का एक ही [[गलन|गलनांक]] होता है, रासायनिक [[मिश्रण]] प्रायः '''ठोस तापमान''' (''T''<sub>S</sub> or ''T''<sub>sol</sub>) पर आंशिक रूप से द्रवित होते हैं, और उच्च '''तरल तापमान''' (''T''<sub>L</sub> or ''T''<sub>liq</sub>) पर पूर्ण रूप द्रवित होते हैं। अतः ठोस सदैव तरल से कम या उसके बराबर होता है, परंतु उनका मेल होना आवश्यक नहीं है। इस प्रकार से यदि ठोस और तरल के बीच अंतर स्थित है तो इसे हिमीकरण सीमा कहा जाता है, और उस अंतर के भीतर, पदार्थ में ठोस और तरल चरणों ([[ गारा |कर्दम]] के जैसे) का मिश्रण होता है। ऐसी ही एक स्थिति है, उदाहरण के लिए, [[ओलीवाइन]] (फ़ोर्सटेराइट-फ़ायलाइट) प्रणाली के साथ, जो पृथ्वी के आवरण में सामान्य है।<ref>{{cite journal | last=Herzberg | first=Claude T. | title=Solidus and liquidus temperatures and mineralogies for anhydrous garnet-lherzolite to 15 GPa | journal=Physics of the Earth and Planetary Interiors | publisher=Elsevier BV | volume=32 | issue=2 | year=1983 | issn=0031-9201 | doi=10.1016/0031-9201(83)90139-5 | pages=193–202}}</ref>
 
जबकि रासायनिक रूप से शुद्ध सामग्रियों का ही [[[[गलन]]ांक]] होता है, [[मिश्रण]] अक्सर सॉलिडस तापमान (''टी'') पर आंशिक रूप से पिघलता है<sub>S</sub> या टी<sub>sol</sub>), और उच्च लिक्विडस तापमान (''टी'') पर पूरी तरह से पिघल जाता है<sub>L</sub> या टी<sub>liq</sub>). सॉलिडस हमेशा लिक्विडस से कम या उसके बराबर होता है, लेकिन उनका मेल होना जरूरी नहीं है। यदि सॉलिडस और लिक्विडस के बीच गैप मौजूद है तो इसे फ्रीजिंग रेंज कहा जाता है, और उस गैप के भीतर, पदार्थ में ठोस और तरल चरणों ([[ गारा ]] की तरह) का मिश्रण होता है। ऐसा ही मामला है, उदाहरण के लिए, [[ओलीवाइन]] (फ़ोर्सटेराइट-फ़ायलाइट) प्रणाली के साथ, जो पृथ्वी के आवरण में आम है।<ref>{{cite journal | last=Herzberg | first=Claude T. | title=Solidus and liquidus temperatures and mineralogies for anhydrous garnet-lherzolite to 15 GPa | journal=Physics of the Earth and Planetary Interiors | publisher=Elsevier BV | volume=32 | issue=2 | year=1983 | issn=0031-9201 | doi=10.1016/0031-9201(83)90139-5 | pages=193–202}}</ref>
==परिभाषाएँ==
==परिभाषाएँ==
[[File:Solid solution.svg|thumbnail|right|250px|α और β के मिश्रण से बने ठोस घोल का संतुलन चरण आरेख। ऊपरी वक्र लिक्विडस की रेखा है, और निचला वक्र सोल्डियस की रेखा है।]][[रसायन विज्ञान]], सामग्री विज्ञान और भौतिकी में, लिक्विडस तापमान उस तापमान को निर्दिष्ट करता है जिसके ऊपर कोई सामग्री पूरी तरह से तरल होती है,<ref name=Askeland2008>{{cite book | last=Askeland | first=Donald R. | last2=Fulay | first2=Pradeep P. | title=सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग की अनिवार्यताएँ| publisher=Cengage Learning | publication-place=Toronto | date=2008-04-23 | isbn=978-0-495-24446-2 | page=305|edition=2nd}}</ref> और अधिकतम तापमान जिस पर [[क्रिस्टल]] [[थर्मोडायनामिक संतुलन]] में पिघल के साथ सह-अस्तित्व में रह सकते हैं। सॉलिडस तापमान का [[लोकस (गणित)]] है ([[चरण आरेख]] पर वक्र) जिसके नीचे दिया गया पदार्थ पूरी तरह से [[ठोस]] (क्रिस्टलीकृत) होता है। सॉलिडस तापमान, उस तापमान को निर्दिष्ट करता है जिसके नीचे कोई सामग्री पूरी तरह से ठोस होती है,<ref name=Askeland2008 />और न्यूनतम तापमान जिस पर थर्मोडायनामिक संतुलन में पिघल क्रिस्टल के साथ सह-अस्तित्व में रह सकता है।
[[File:Solid solution.svg|thumbnail|right|250px|α और β के मिश्रण से बने ठोस घोल का संतुलन चरण आरेख। ऊपरी वक्र तरल की रेखा है, और निम्न वक्र ठोस की रेखा है।]]अतः [[रसायन विज्ञान]], पदार्थ विज्ञान और भौतिकी में, तरल तापमान उस तापमान को निर्दिष्ट करता है जिसके ऊपर एक पदार्थ पूर्ण रूप से तरल होता है,<ref name=Askeland2008>{{cite book | last=Askeland | first=Donald R. | last2=Fulay | first2=Pradeep P. | title=सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग की अनिवार्यताएँ| publisher=Cengage Learning | publication-place=Toronto | date=2008-04-23 | isbn=978-0-495-24446-2 | page=305|edition=2nd}}</ref> और अधिकतम तापमान जिस पर [[क्रिस्टल]] [[थर्मोडायनामिक संतुलन|ऊष्मागतिक संतुलन]] में द्रवित होने के साथ सह-अस्तित्व में रह सकते हैं। ठोस तापमान का एक [[लोकस (गणित)|बिन्दुपथ (गणित)]] है ([[चरण आरेख]] पर वक्र) जिसके निम्न दिया गया पदार्थ पूर्ण रूप से [[ठोस]] (क्रिस्टलीकृत) होता है। इस प्रकार से ठोस तापमान, उस तापमान को निर्दिष्ट करता है जिसके निम्न कोई पदार्थ पूर्ण रूप से ठोस होती है,<ref name=Askeland2008 /> और न्यूनतम तापमान जिस पर ऊष्मागतिक संतुलन में द्रवित क्रिस्टल के साथ सह-अस्तित्व में रह सकता है।


लिक्विडस और सॉलिडस का उपयोग ज्यादातर अशुद्ध पदार्थों (मिश्रण) जैसे कांच, धातु [[मिश्र धातु]], [[चीनी मिट्टी]] की चीज़ें, [[चट्टान (भूविज्ञान)]] और [[खनिज]]ों के लिए किया जाता है। बाइनरी ठोस समाधानों के चरण आरेखों में लिक्विडस और सॉलिडस की रेखाएँ दिखाई देती हैं,<ref name=Askeland2008 />साथ ही [[ गलनक्रांतिक ]] प्रणालियों में अपरिवर्तनीय बिंदु से दूर।<ref name=Callister2008 />
तरल और ठोस का उपयोग अधिकांशतः अशुद्ध पदार्थों (मिश्रण) जैसे कांच, धातु [[मिश्र धातु]], [[चीनी मिट्टी]] की वस्तुएं, [[चट्टान (भूविज्ञान)]] और [[खनिज|खनिजों]] के लिए किया जाता है। इस प्रकार से तरल और ठोस की रेखाएँ द्विआधारी ठोस हलों के चरण आरेखों के साथ-साथ,<ref name=Askeland2008 /> अपरिवर्तनीय बिंदु से दूर [[ गलनक्रांतिक |गलनक्रांतिक]] प्रणालियों में पूर्ण रूप से दिखाई देती हैं।<ref name=Callister2008 />
===जब भेद अप्रासंगिक हो===
===जब भेद अप्रासंगिक हो===
शुद्ध तत्वों या यौगिकों के लिए, उदा. शुद्ध तांबा, शुद्ध पानी, आदि लिक्विडस और सॉलिडस ही तापमान पर होते हैं, और पिघलने बिंदु शब्द का उपयोग किया जा सकता है।
अतः शुद्ध तत्वों या यौगिकों के लिए, उदाहरण के लिए शुद्ध तांबा, शुद्ध पानी, आदि तरल और ठोस ही तापमान पर होते हैं, और द्रवित होने बिंदु शब्द का उपयोग किया जा सकता है।


कुछ मिश्रण ऐसे भी होते हैं जो विशेष तापमान पर पिघलते हैं, जिन्हें [[सर्वांगसम पिघलना]] कहा जाता है। इसका उदाहरण यूटेक्टिक प्रणाली है। यूटेक्टिक प्रणाली में, विशेष मिश्रण अनुपात होता है जहां सॉलिडस और लिक्विडस तापमान बिंदु पर मेल खाते हैं जिसे अपरिवर्तनीय बिंदु के रूप में जाना जाता है। अपरिवर्तनीय बिंदु पर, मिश्रण गलनक्रांतिक प्रतिक्रिया से गुजरता है जहां दोनों ठोस पिघलते हैं और तापमान समान होता है।<ref name=Callister2008>{{cite book|title=Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach|first1=William D.|last1=Callister|first2=David G.|last2=Rethwisch|edition=3rd|publisher=John Wiley & Sons|year=2008|isbn=978-0-470-12537-3|pages=356–358}}</ref>
कुछ मिश्रण ऐसे भी होते हैं जो विशेष तापमान पर द्रवित होते हैं, जिन्हें [[सर्वांगसम पिघलना|सर्वांगसम द्रवीकरण]] कहा जाता है। इस प्रकार से इसका उदाहरण एक गलनक्रांतिक प्रणाली है। गलनक्रांतिक प्रणाली में, विशेष मिश्रण अनुपात होता है जहां ठोस और तरल तापमान बिंदु पर मेल खाते हैं जिसे अपरिवर्तनीय बिंदु के रूप में जाना जाता है। अतः अपरिवर्तनीय बिंदु पर, मिश्रण गलनक्रांतिक प्रतिक्रिया से गुजरता है जहां दोनों ठोस द्रवित होते हैं और तापमान समान होता है।<ref name=Callister2008>{{cite book|title=Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach|first1=William D.|last1=Callister|first2=David G.|last2=Rethwisch|edition=3rd|publisher=John Wiley & Sons|year=2008|isbn=978-0-470-12537-3|pages=356–358}}</ref>
==मॉडलिंग और माप==
==मॉडलिंग और माप==
विभिन्न प्रणालियों के लिए लिक्विडस और सॉलिडस वक्रों की भविष्यवाणी करने के लिए कई मॉडलों का उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal | last=Safarian | first=Jafar | last2=Kolbeinsen | first2=Leiv | last3=Tangstad | first3=Merete | title=सिलिकॉन बाइनरी सिस्टम का लिक्विडस| journal=Metallurgical and Materials Transactions B | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=42 | issue=4 | date=2011-04-02 | issn=1073-5615 | doi=10.1007/s11663-011-9507-4 | pages=852–874|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | last=Galvin | first=C.O.T. | last2=Grimes | first2=R.W. | last3=Burr | first3=P.A. | title=द्विआधारी चरण आरेख में लिक्विडस और सॉलिडस की पहचान करने के लिए एक आणविक गतिशीलता विधि| journal=Computational Materials Science | publisher=Elsevier BV | volume=186 | year=2021 | issn=0927-0256 | doi=10.1016/j.commatsci.2020.110016 | page=110016| hdl=10044/1/82641 | hdl-access=free }}</ref><ref>{{cite journal | last=Deffrennes | first=Guillaume | last2=Terayama | first2=Kei | last3=Abe | first3=Taichi | last4=Ogamino | first4=Etsuko | last5=Tamura | first5=Ryo | title=मशीन लर्निंग और CALPHAD आकलन के संयोजन से बाइनरी लिक्विडस की भविष्यवाणी करने के लिए एक रूपरेखा| journal=Materials &amp; Design | publisher=Elsevier BV | volume=232 | year=2023 | issn=0264-1275 | doi=10.1016/j.matdes.2023.112111 | page=112111|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | last=Miura | first=Akira | last2=Hokimoto | first2=Tsukasa | last3=Nagao | first3=Masanori | last4=Yanase | first4=Takashi | last5=Shimada | first5=Toshihiro | last6=Tadanaga | first6=Kiyoharu | title=Prediction of Ternary Liquidus Temperatures by Statistical Modeling of Binary and Ternary Ag–Al–Sn–Zn Systems | journal=ACS Omega | publisher=American Chemical Society (ACS) | volume=2 | issue=8 | date=2017-08-31 | issn=2470-1343 | doi=10.1021/acsomega.7b00784 | pages=5271–5282|doi-access=free}}</ref>
इस प्रकार से विभिन्न प्रणालियों के लिए तरल और ठोस वक्रों की भविष्यवाणी करने के लिए कई मॉडलों का उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal | last=Safarian | first=Jafar | last2=Kolbeinsen | first2=Leiv | last3=Tangstad | first3=Merete | title=सिलिकॉन बाइनरी सिस्टम का लिक्विडस| journal=Metallurgical and Materials Transactions B | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=42 | issue=4 | date=2011-04-02 | issn=1073-5615 | doi=10.1007/s11663-011-9507-4 | pages=852–874|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | last=Galvin | first=C.O.T. | last2=Grimes | first2=R.W. | last3=Burr | first3=P.A. | title=द्विआधारी चरण आरेख में लिक्विडस और सॉलिडस की पहचान करने के लिए एक आणविक गतिशीलता विधि| journal=Computational Materials Science | publisher=Elsevier BV | volume=186 | year=2021 | issn=0927-0256 | doi=10.1016/j.commatsci.2020.110016 | page=110016| hdl=10044/1/82641 | hdl-access=free }}</ref><ref>{{cite journal | last=Deffrennes | first=Guillaume | last2=Terayama | first2=Kei | last3=Abe | first3=Taichi | last4=Ogamino | first4=Etsuko | last5=Tamura | first5=Ryo | title=मशीन लर्निंग और CALPHAD आकलन के संयोजन से बाइनरी लिक्विडस की भविष्यवाणी करने के लिए एक रूपरेखा| journal=Materials &amp; Design | publisher=Elsevier BV | volume=232 | year=2023 | issn=0264-1275 | doi=10.1016/j.matdes.2023.112111 | page=112111|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | last=Miura | first=Akira | last2=Hokimoto | first2=Tsukasa | last3=Nagao | first3=Masanori | last4=Yanase | first4=Takashi | last5=Shimada | first5=Toshihiro | last6=Tadanaga | first6=Kiyoharu | title=Prediction of Ternary Liquidus Temperatures by Statistical Modeling of Binary and Ternary Ag–Al–Sn–Zn Systems | journal=ACS Omega | publisher=American Chemical Society (ACS) | volume=2 | issue=8 | date=2017-08-31 | issn=2470-1343 | doi=10.1021/acsomega.7b00784 | pages=5271–5282|doi-access=free}}</ref>
सॉलिडस और लिक्विडस का विस्तृत माप [[खास तरह की स्कैनिंग उष्मामिति]] और [[विभेदक थर्मल विश्लेषण]] जैसी तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | last=Bernhard | first=Michael | last2=Presoly | first2=Peter | last3=Bernhard | first3=Christian | last4=Hahn | first4=Susanne | last5=Ilie | first5=Sergiu | title=An Assessment of Analytical Liquidus Equations for Fe-C-Si-Mn-Al-P-Alloyed Steels Using DSC/DTA Techniques | journal=Metallurgical and Materials Transactions B | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=52 | issue=5 | date=2021-06-29 | issn=1073-5615 | doi=10.1007/s11663-021-02251-1 | pages=2821–2830|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | last=Radomski | first=R. | last2=Radomska | first2=M. | title=पर्किन-एल्मर 1बी डिफरेंशियल स्कैनिंग कैलोरीमीटर के माध्यम से सॉलिडस और लिक्विडस तापमान का निर्धारण| journal=Journal of Thermal Analysis | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=24 | issue=1 | year=1982 | issn=0368-4466 | doi=10.1007/bf01914805 | pages=101–109}}</ref><ref>{{cite journal | last=Sooby | first=E.S. | last2=Nelson | first2=A.T. | last3=White | first3=J.T. | last4=McIntyre | first4=P.M. | title=Measurements of the liquidus surface and solidus transitions of the NaCl–UCl<sub>3</sub> and NaCl–UCl<sub>3</sub>–CeCl<sub>3</sub> phase diagrams | journal=Journal of Nuclear Materials | publisher=Elsevier BV | volume=466 | year=2015 | issn=0022-3115 | doi=10.1016/j.jnucmat.2015.07.050 | pages=280–285| doi-access=free }}</ref><ref>{{cite journal | last=Liu | first=Gang | last2=Liu | first2=Lin | last3=Zhao | first3=Xinbao | last4=Ge | first4=Bingming | last5=Zhang | first5=Jun | last6=Fu | first6=Hengzhi | title=निकेल-बेस सिंगल-क्रिस्टल सुपरअलॉय के ठोसीकरण विशेषताओं पर रे और आरयू का प्रभाव| journal=Metallurgical and Materials Transactions A | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=42 | issue=9 | date=2011-03-31 | issn=1073-5623 | doi=10.1007/s11661-011-0673-4 | pages=2733–2741}}</ref>
 
अतः ठोस और तरल का विस्तृत माप [[खास तरह की स्कैनिंग उष्मामिति|विशेष रूप से स्कैनिंग उष्मामिति]] और [[विभेदक थर्मल विश्लेषण|विभेदक तापीय विश्लेषण]] जैसी तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | last=Bernhard | first=Michael | last2=Presoly | first2=Peter | last3=Bernhard | first3=Christian | last4=Hahn | first4=Susanne | last5=Ilie | first5=Sergiu | title=An Assessment of Analytical Liquidus Equations for Fe-C-Si-Mn-Al-P-Alloyed Steels Using DSC/DTA Techniques | journal=Metallurgical and Materials Transactions B | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=52 | issue=5 | date=2021-06-29 | issn=1073-5615 | doi=10.1007/s11663-021-02251-1 | pages=2821–2830|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | last=Radomski | first=R. | last2=Radomska | first2=M. | title=पर्किन-एल्मर 1बी डिफरेंशियल स्कैनिंग कैलोरीमीटर के माध्यम से सॉलिडस और लिक्विडस तापमान का निर्धारण| journal=Journal of Thermal Analysis | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=24 | issue=1 | year=1982 | issn=0368-4466 | doi=10.1007/bf01914805 | pages=101–109}}</ref><ref>{{cite journal | last=Sooby | first=E.S. | last2=Nelson | first2=A.T. | last3=White | first3=J.T. | last4=McIntyre | first4=P.M. | title=Measurements of the liquidus surface and solidus transitions of the NaCl–UCl<sub>3</sub> and NaCl–UCl<sub>3</sub>–CeCl<sub>3</sub> phase diagrams | journal=Journal of Nuclear Materials | publisher=Elsevier BV | volume=466 | year=2015 | issn=0022-3115 | doi=10.1016/j.jnucmat.2015.07.050 | pages=280–285| doi-access=free }}</ref><ref>{{cite journal | last=Liu | first=Gang | last2=Liu | first2=Lin | last3=Zhao | first3=Xinbao | last4=Ge | first4=Bingming | last5=Zhang | first5=Jun | last6=Fu | first6=Hengzhi | title=निकेल-बेस सिंगल-क्रिस्टल सुपरअलॉय के ठोसीकरण विशेषताओं पर रे और आरयू का प्रभाव| journal=Metallurgical and Materials Transactions A | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=42 | issue=9 | date=2011-03-31 | issn=1073-5623 | doi=10.1007/s11661-011-0673-4 | pages=2733–2741}}</ref>
==प्रभाव==
==प्रभाव==
[[File:SiO2 Li2O.GIF|thumbnail|right|250px|बाइनरी ग्लास सिस्टम SiO में लिक्विडस तापमान वक्र<sub>2</sub>-वह<sub>2</sub>हे]]अशुद्ध पदार्थों के लिए, उदा. मिश्र धातु, [[शहद]], [[शीतल पेय]], [[आइसक्रीम]], आदि का गलनांक गलनांक में विस्तृत हो जाता है। यदि तापमान पिघलने के अंतराल के भीतर है, तो कोई घोल को संतुलन में देख सकता है, यानी घोल न तो पूरी तरह से जम पाएगा और न ही पिघलेगा। यही कारण है कि पर्वत चोटियों पर उच्च शुद्धता की नई बर्फ या तो पिघल जाती है या ठोस बनी रहती है, जबकि शहरों में जमीन पर गंदी बर्फ कुछ तापमान पर कीचड़युक्त हो जाती है। वेल्ड पिघल पूल में सल्फर के उच्च स्तर होते हैं, या तो बेस मेटल की पिघली हुई अशुद्धियों से या वेल्डिंग इलेक्ट्रोड से, आमतौर पर बहुत व्यापक पिघलने के अंतराल होते हैं, जिससे गर्म क्रैकिंग का खतरा बढ़ जाता है।
इस प्रकार से अशुद्ध पदार्थों के लिए, उदाहरण के लिए मिश्र धातु, [[शहद]], [[शीतल पेय]], [[आइसक्रीम]], आदि का गलनांक गलनांक में पूर्ण रूप से विस्तृत हो जाता है। यदि तापमान द्रवित होने के अंतराल के भीतर है, तो कोई घोल को संतुलन में देख सकता है, अर्थात घोल न तो पूर्ण रूप से हिमित हो पाएगा और न ही द्रवित। अतः यही कारण है कि पर्वत चोटियों पर उच्च शुद्धता6 की नवीन हिम या तो द्रवित हो जाती है या ठोस बनी रहती है, जबकि नगरों में स्थल पर दूषित हिम कुछ तापमान पर कीचड़युक्त हो जाती है। वेल्ड द्रवीकरण पूल में सल्फर के उच्च स्तर होते हैं, या तो आधार धातु की पिघली हुई अशुद्धियों से या वेल्डिंग इलेक्ट्रोड से, सामान्यतः बहुत व्यापक द्रवित होने के अंतराल होते हैं, जिससे तप्त विदरण का संकट बढ़ जाता है।


===ठंडा होने पर व्यवहार===
===शीतित होने पर व्यवहार===
लिक्विडस तापमान के ऊपर, सामग्री [[सजातीय (रसायन विज्ञान)]] है और संतुलन पर तरल है। चूँकि सिस्टम को लिक्विडस तापमान से नीचे ठंडा किया जाता है, सामग्री के आधार पर, यदि कोई पर्याप्त रूप से लंबे समय तक प्रतीक्षा करता है, तो पिघल में अधिक से अधिक क्रिस्टल बनेंगे। वैकल्पिक रूप से, सजातीय (रसायन) चश्मा पर्याप्त तेज़ शीतलन के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात, [[क्रिस्टलीकरण]] प्रक्रिया के गतिज निषेध के माध्यम से।
अतः तरल तापमान के ऊपर, पदार्थ [[सजातीय (रसायन विज्ञान)]] है और संतुलन पर तरल है। चूँकि पद्धति को तरल तापमान से निम्न शीतित किया जाता है, पदार्थ के आधार पर, यदि कोई पर्याप्त रूप से लंबे समय तक प्रतीक्षा करता है, तो द्रवीकरण में अधिक से अधिक क्रिस्टल बनेंगे। इस प्रकार से वैकल्पिक रूप से, सजातीय (रसायन) ऐनक पर्याप्त तीव्र शीतलन के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात, [[क्रिस्टलीकरण]] प्रक्रिया के गतिज निषेध के माध्यम से है।


वह क्रिस्टल चरण जो किसी पदार्थ को उसके तरल तापमान तक ठंडा करने पर सबसे पहले क्रिस्टलीकृत होता है, प्राथमिक क्रिस्टलीय चरण या प्राथमिक चरण कहलाता है। वह संरचना सीमा जिसके भीतर प्राथमिक चरण स्थिर रहता है, प्राथमिक क्रिस्टलीय चरण क्षेत्र के रूप में जाना जाता है।
वह क्रिस्टल चरण जो किसी पदार्थ को उसके तरल तापमान तक शीतित करने पर सर्वप्रथम क्रिस्टलीकृत होता है, प्राथमिक क्रिस्टलीय चरण या प्राथमिक चरण कहलाता है। अतः वह संरचना सीमा जिसके भीतर प्राथमिक चरण स्थिर रहता है, प्राथमिक क्रिस्टलीय चरण क्षेत्र के रूप में जाना जाता है।


ग्लास उद्योग में लिक्विडस तापमान महत्वपूर्ण है क्योंकि क्रिस्टलीकरण ग्लास पिघलने और बनाने की प्रक्रिया के दौरान गंभीर समस्याएं पैदा कर सकता है, और इससे उत्पाद विफलता भी हो सकती है।<ref>{{cite journal | last=Wallenberger | first=Frederick T. | last2=Smrček | first2=Antonín | title=The Liquidus Temperature; Its Critical Role in Glass Manufacturing | journal=International Journal of Applied Glass Science | publisher=Wiley | volume=1 | issue=2 | date=2010-05-20 | issn=2041-1286 | doi=10.1111/j.2041-1294.2010.00015.x | pages=151–163}}</ref>
इस प्रकार से कांच उद्योग में तरल तापमान महत्वपूर्ण है क्योंकि क्रिस्टलीकरण कांच द्रवित होने और बनाने की प्रक्रिया के समय गंभीर समस्याएं उत्पन्न कर सकता है, और इससे उत्पाद विफलता भी हो सकती है।<ref>{{cite journal | last=Wallenberger | first=Frederick T. | last2=Smrček | first2=Antonín | title=The Liquidus Temperature; Its Critical Role in Glass Manufacturing | journal=International Journal of Applied Glass Science | publisher=Wiley | volume=1 | issue=2 | date=2010-05-20 | issn=2041-1286 | doi=10.1111/j.2041-1294.2010.00015.x | pages=151–163}}</ref>
==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
* गलनांक|गलनांक/ठंड बिंदु
* गलनांक/शीत बिंदु
* चरण आरेख
* चरण आरेख
* [[अपराध]]
* [[अपराध|सॉल्वस]]


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 18/11/2023]]
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Latest revision as of 22:29, 5 December 2023

जबकि रासायनिक रूप से शुद्ध पदार्थों का एक ही गलनांक होता है, रासायनिक मिश्रण प्रायः ठोस तापमान (TS or Tsol) पर आंशिक रूप से द्रवित होते हैं, और उच्च तरल तापमान (TL or Tliq) पर पूर्ण रूप द्रवित होते हैं। अतः ठोस सदैव तरल से कम या उसके बराबर होता है, परंतु उनका मेल होना आवश्यक नहीं है। इस प्रकार से यदि ठोस और तरल के बीच अंतर स्थित है तो इसे हिमीकरण सीमा कहा जाता है, और उस अंतर के भीतर, पदार्थ में ठोस और तरल चरणों (कर्दम के जैसे) का मिश्रण होता है। ऐसी ही एक स्थिति है, उदाहरण के लिए, ओलीवाइन (फ़ोर्सटेराइट-फ़ायलाइट) प्रणाली के साथ, जो पृथ्वी के आवरण में सामान्य है।[1]

परिभाषाएँ

α और β के मिश्रण से बने ठोस घोल का संतुलन चरण आरेख। ऊपरी वक्र तरल की रेखा है, और निम्न वक्र ठोस की रेखा है।

अतः रसायन विज्ञान, पदार्थ विज्ञान और भौतिकी में, तरल तापमान उस तापमान को निर्दिष्ट करता है जिसके ऊपर एक पदार्थ पूर्ण रूप से तरल होता है,[2] और अधिकतम तापमान जिस पर क्रिस्टल ऊष्मागतिक संतुलन में द्रवित होने के साथ सह-अस्तित्व में रह सकते हैं। ठोस तापमान का एक बिन्दुपथ (गणित) है (चरण आरेख पर वक्र) जिसके निम्न दिया गया पदार्थ पूर्ण रूप से ठोस (क्रिस्टलीकृत) होता है। इस प्रकार से ठोस तापमान, उस तापमान को निर्दिष्ट करता है जिसके निम्न कोई पदार्थ पूर्ण रूप से ठोस होती है,[2] और न्यूनतम तापमान जिस पर ऊष्मागतिक संतुलन में द्रवित क्रिस्टल के साथ सह-अस्तित्व में रह सकता है।

तरल और ठोस का उपयोग अधिकांशतः अशुद्ध पदार्थों (मिश्रण) जैसे कांच, धातु मिश्र धातु, चीनी मिट्टी की वस्तुएं, चट्टान (भूविज्ञान) और खनिजों के लिए किया जाता है। इस प्रकार से तरल और ठोस की रेखाएँ द्विआधारी ठोस हलों के चरण आरेखों के साथ-साथ,[2] अपरिवर्तनीय बिंदु से दूर गलनक्रांतिक प्रणालियों में पूर्ण रूप से दिखाई देती हैं।[3]

जब भेद अप्रासंगिक हो

अतः शुद्ध तत्वों या यौगिकों के लिए, उदाहरण के लिए शुद्ध तांबा, शुद्ध पानी, आदि तरल और ठोस ही तापमान पर होते हैं, और द्रवित होने बिंदु शब्द का उपयोग किया जा सकता है।

कुछ मिश्रण ऐसे भी होते हैं जो विशेष तापमान पर द्रवित होते हैं, जिन्हें सर्वांगसम द्रवीकरण कहा जाता है। इस प्रकार से इसका उदाहरण एक गलनक्रांतिक प्रणाली है। गलनक्रांतिक प्रणाली में, विशेष मिश्रण अनुपात होता है जहां ठोस और तरल तापमान बिंदु पर मेल खाते हैं जिसे अपरिवर्तनीय बिंदु के रूप में जाना जाता है। अतः अपरिवर्तनीय बिंदु पर, मिश्रण गलनक्रांतिक प्रतिक्रिया से गुजरता है जहां दोनों ठोस द्रवित होते हैं और तापमान समान होता है।[3]

मॉडलिंग और माप

इस प्रकार से विभिन्न प्रणालियों के लिए तरल और ठोस वक्रों की भविष्यवाणी करने के लिए कई मॉडलों का उपयोग किया जाता है।[4][5][6][7]

अतः ठोस और तरल का विस्तृत माप विशेष रूप से स्कैनिंग उष्मामिति और विभेदक तापीय विश्लेषण जैसी तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है।[8][9][10][11]

प्रभाव

इस प्रकार से अशुद्ध पदार्थों के लिए, उदाहरण के लिए मिश्र धातु, शहद, शीतल पेय, आइसक्रीम, आदि का गलनांक गलनांक में पूर्ण रूप से विस्तृत हो जाता है। यदि तापमान द्रवित होने के अंतराल के भीतर है, तो कोई घोल को संतुलन में देख सकता है, अर्थात घोल न तो पूर्ण रूप से हिमित हो पाएगा और न ही द्रवित। अतः यही कारण है कि पर्वत चोटियों पर उच्च शुद्धता6 की नवीन हिम या तो द्रवित हो जाती है या ठोस बनी रहती है, जबकि नगरों में स्थल पर दूषित हिम कुछ तापमान पर कीचड़युक्त हो जाती है। वेल्ड द्रवीकरण पूल में सल्फर के उच्च स्तर होते हैं, या तो आधार धातु की पिघली हुई अशुद्धियों से या वेल्डिंग इलेक्ट्रोड से, सामान्यतः बहुत व्यापक द्रवित होने के अंतराल होते हैं, जिससे तप्त विदरण का संकट बढ़ जाता है।

शीतित होने पर व्यवहार

अतः तरल तापमान के ऊपर, पदार्थ सजातीय (रसायन विज्ञान) है और संतुलन पर तरल है। चूँकि पद्धति को तरल तापमान से निम्न शीतित किया जाता है, पदार्थ के आधार पर, यदि कोई पर्याप्त रूप से लंबे समय तक प्रतीक्षा करता है, तो द्रवीकरण में अधिक से अधिक क्रिस्टल बनेंगे। इस प्रकार से वैकल्पिक रूप से, सजातीय (रसायन) ऐनक पर्याप्त तीव्र शीतलन के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात, क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के गतिज निषेध के माध्यम से है।

वह क्रिस्टल चरण जो किसी पदार्थ को उसके तरल तापमान तक शीतित करने पर सर्वप्रथम क्रिस्टलीकृत होता है, प्राथमिक क्रिस्टलीय चरण या प्राथमिक चरण कहलाता है। अतः वह संरचना सीमा जिसके भीतर प्राथमिक चरण स्थिर रहता है, प्राथमिक क्रिस्टलीय चरण क्षेत्र के रूप में जाना जाता है।

इस प्रकार से कांच उद्योग में तरल तापमान महत्वपूर्ण है क्योंकि क्रिस्टलीकरण कांच द्रवित होने और बनाने की प्रक्रिया के समय गंभीर समस्याएं उत्पन्न कर सकता है, और इससे उत्पाद विफलता भी हो सकती है।[12]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Herzberg, Claude T. (1983). "Solidus and liquidus temperatures and mineralogies for anhydrous garnet-lherzolite to 15 GPa". Physics of the Earth and Planetary Interiors. Elsevier BV. 32 (2): 193–202. doi:10.1016/0031-9201(83)90139-5. ISSN 0031-9201.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Askeland, Donald R.; Fulay, Pradeep P. (2008-04-23). सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग की अनिवार्यताएँ (2nd ed.). Toronto: Cengage Learning. p. 305. ISBN 978-0-495-24446-2.
  3. ↑ 3.0 3.1 Callister, William D.; Rethwisch, David G. (2008). Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach (3rd ed.). John Wiley & Sons. pp. 356–358. ISBN 978-0-470-12537-3.
  4. ↑ Safarian, Jafar; Kolbeinsen, Leiv; Tangstad, Merete (2011-04-02). "सिलिकॉन बाइनरी सिस्टम का लिक्विडस". Metallurgical and Materials Transactions B. Springer Science and Business Media LLC. 42 (4): 852–874. doi:10.1007/s11663-011-9507-4. ISSN 1073-5615.
  5. ↑ Galvin, C.O.T.; Grimes, R.W.; Burr, P.A. (2021). "द्विआधारी चरण आरेख में लिक्विडस और सॉलिडस की पहचान करने के लिए एक आणविक गतिशीलता विधि". Computational Materials Science. Elsevier BV. 186: 110016. doi:10.1016/j.commatsci.2020.110016. hdl:10044/1/82641. ISSN 0927-0256.
  6. ↑ Deffrennes, Guillaume; Terayama, Kei; Abe, Taichi; Ogamino, Etsuko; Tamura, Ryo (2023). "मशीन लर्निंग और CALPHAD आकलन के संयोजन से बाइनरी लिक्विडस की भविष्यवाणी करने के लिए एक रूपरेखा". Materials & Design. Elsevier BV. 232: 112111. doi:10.1016/j.matdes.2023.112111. ISSN 0264-1275.
  7. ↑ Miura, Akira; Hokimoto, Tsukasa; Nagao, Masanori; Yanase, Takashi; Shimada, Toshihiro; Tadanaga, Kiyoharu (2017-08-31). "Prediction of Ternary Liquidus Temperatures by Statistical Modeling of Binary and Ternary Ag–Al–Sn–Zn Systems". ACS Omega. American Chemical Society (ACS). 2 (8): 5271–5282. doi:10.1021/acsomega.7b00784. ISSN 2470-1343.
  8. ↑ Bernhard, Michael; Presoly, Peter; Bernhard, Christian; Hahn, Susanne; Ilie, Sergiu (2021-06-29). "An Assessment of Analytical Liquidus Equations for Fe-C-Si-Mn-Al-P-Alloyed Steels Using DSC/DTA Techniques". Metallurgical and Materials Transactions B. Springer Science and Business Media LLC. 52 (5): 2821–2830. doi:10.1007/s11663-021-02251-1. ISSN 1073-5615.
  9. ↑ Radomski, R.; Radomska, M. (1982). "पर्किन-एल्मर 1बी डिफरेंशियल स्कैनिंग कैलोरीमीटर के माध्यम से सॉलिडस और लिक्विडस तापमान का निर्धारण". Journal of Thermal Analysis. Springer Science and Business Media LLC. 24 (1): 101–109. doi:10.1007/bf01914805. ISSN 0368-4466.
  10. ↑ Sooby, E.S.; Nelson, A.T.; White, J.T.; McIntyre, P.M. (2015). "Measurements of the liquidus surface and solidus transitions of the NaCl–UCl3 and NaCl–UCl3–CeCl3 phase diagrams". Journal of Nuclear Materials. Elsevier BV. 466: 280–285. doi:10.1016/j.jnucmat.2015.07.050. ISSN 0022-3115.
  11. ↑ Liu, Gang; Liu, Lin; Zhao, Xinbao; Ge, Bingming; Zhang, Jun; Fu, Hengzhi (2011-03-31). "निकेल-बेस सिंगल-क्रिस्टल सुपरअलॉय के ठोसीकरण विशेषताओं पर रे और आरयू का प्रभाव". Metallurgical and Materials Transactions A. Springer Science and Business Media LLC. 42 (9): 2733–2741. doi:10.1007/s11661-011-0673-4. ISSN 1073-5623.
  12. ↑ Wallenberger, Frederick T.; Smrček, Antonín (2010-05-20). "The Liquidus Temperature; Its Critical Role in Glass Manufacturing". International Journal of Applied Glass Science. Wiley. 1 (2): 151–163. doi:10.1111/j.2041-1294.2010.00015.x. ISSN 2041-1286.
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