วิธีการสร้างเฟสไดอะแกรม page 1 of 6
    ภาพทางด้านซ้ายเป็นวัสดุผสมของธาตุสองชนิด  เรียกว่า Bianary alloy   บางครั้ง  Binary alloy   อาจมีธาตุผสมมากกว่า ชนิด  เช่น มีธาตุที่   แต่ถ้ามีปริมาณไม่มาก ยังถือว่าเป็น Binary  alloy  อยู่

    ไดอะแกรมเริ่มจากด้านซ้าย  เป็นธาตุ A บริสุทธิ์  100 %   ไปทางด้านขวา จนถึง ธาตุ B บริสุทธิ์  100 %   เวลาเขียนสัดส่วนผสมของอัลลอยด์ ซึ่งอยู่ภายในกราฟ  ให้เขียนอยู่ในรูป  A -  x% B ยกตัวอย่างเช่น    Cu - 20 %  Al  หมายความว่า  มีทองแดงจำนวน  80 %   ผสมกับอลูมิเนียม 20 % 

    เปอร์เซนต์น้ำหนัก  นิยมใช้ในการหาอัตราส่วนของธาตุในอัลลอยด์   แต่บางครั้ง ใช้ เปอร์เซนต์อะตอม   เขียนอยู่ในรูปทั่วไปได้ดังนี้

เปอร์เซนต์น้ำหนัก  Cu - 20 wt % Al

เปอร์เซนต์อะตอม  Cu - 20 at % Al

   ในโฮมเพจนี้เราจะใช้เปอร์เซนต์น้ำหนักอธิบายตลอด

วิธีการสร้างเฟสไดอะแกรม page 2 of 6
   ด้วยการบันทึกค่า อุณหภูมิเริ่มต้น และสิ้นสุดการแข็งตัวของอัลลอยด์   เริ่มต้นจากทางด้านซ้ายสุด  จนถึงขวาสุด  ( 100 % A ถึง 100 % B  )  ยิ่งมีจุดเพิ่มมากขึ้นกราฟที่ได้ยิ่งมีความละเอียดขึ้น   จากรูปซ้ายเราทดลองเพียงสามจุดคือ จุดแรก  เป็นจุดหลอมเหลวของธาตุบริสุทธ์  จุดที่สอง เป็นจุดยูเทคติกของของผสม  และจุดที่สามเป็นจุดหลอมเหลวของธาตุบริสุทธ์ B

   จุดยูเทคติก  คือจุดที่ สัดส่วนผสม แสดงคุณสมบัติเหมือนก้บโลหะบริสุทธิ์  คือมีอุณหภูมิเริ่มต้นและสิ้นสุดการแข็งตัวเป็นจุดเดียวกัน  พบได้กับอัลลอยด์บางตัว   คลิกดูเฟสไดอะแกรมง่ายสุด

วิธีการสร้างเฟสไดอะแกรม page 3 of 6
    ถ้าได้จุดทั้งสามแล้ว   ให้ลากเส้นโค้งดังรูปเชื่อมจุดทั้งสาม ซึ่งเป็นจุดที่อุณหภูมิเริ่มต้นการแข็งตัว  เส้นนี้เรียกว่า เส้นของเหลว หรือ  Liquidus

  

วิธีการสร้างเฟสไดอะแกรม page 4 of 6
    เราคงได้เห็นกันบ่อยในกรณีที่  ละลายน้ำตาลลงในกาแฟร้อน  แต่เชื่อได้ว่าคงไม่มีใครเคยเห็น  คาร์บอนละลายลงในเนื้อเหล็กในสภาวะของแข็ง  การละลายของธาตุหนึ่งที่อยู่ในสถานะของแข็งลงไปในอีกธาตุหนึ่งที่อยู่ในสถานะของแข็งด้วย  มีความเป็นไปได้ เหมือนกับของเหลว  ซึ่งจะเกิดขึ้นกับของผสมบางประเภท  ซึ่งเราเรียกการละลายนี้ว่า สารละลายของแข็ง   ความสามารถนี้ถูกจำกัดด้วยอุณหภูมิ

    สารละลายของแข็ง  ที่ถูกพล๊อตลงไปในเฟสไดอะแกรม  กำหนดไว้ว่า   ถ้าเป็นสารละลายของแข็ง ใน A  (  A  เป็นตัวทำละลาย)  เรียกว่า ของแข็งแอลฟ่า   และ ถ้าเป็นสารละลายของแข็ง ใน B  ( B  เป็นตัวทำละลาย) เรียกว่า   ของแข็งเบต้า 

    อย่างไรก็ตามธาตุบางชนิดไม่ละลายรวมกัน  ถ้าเป็นของเหลว เช่น   น้ำมัน และน้ำ   และถ้าเป็นของแข็ง เช่น  อลูมิเนียม (Al )   และซิลิคอน  (Si)  ซึ่งอลูมิเนียมไม่ละลายในซิลิคอนเมื่ออยู่ในสถานะของเหลว

วิธีการสร้างเฟสไดอะแกรม page 5 of 6
   จุดยูเทคติก เป็นจุดที่อัลลอยด์ มีสถานะคล้ายกับธาตุบริสุทธิ์   คืออุณหภูมิเริ่มต้นและสิ้นสุดการแข็งตัวเป็นจุดเดียวกัน   เมื่อเราลากเส้นในแนวระดับผ่านจุดยูเทคติก  เส้นนี้เรียกว่า เส้นยูเทคติก   ถ้าเราลดอุณหภูมิของอัลลอยด์ ลงต่ำกว่า เส้นยูเทคติก   อัลลอยด์จะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งหมด  เส้นนี้จึงถูกเรียกว่า อุณหภูมิยูเทคติกอีกด้วย

    ใต้เส้นยูเทคติก  ของแข็งแอลฟ่า และเบต้า  จะแยกตัวออกจากกัน  ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียว  แต่จะมีลักษณะเกิดเป็นหย่อมๆ จุดๆ  กระจัดกระจายทั่วไป ในสารละลายของแข็ง

วิธีการสร้างเฟสไดอะแกรม page 6 of 6
  ถ้าอัลลอยด์ สามารถละลายเข้ากันได้บ้างในสภาพของแข็ง  จะเกิดจุดยูเทคติกขึ้น  ใต้อุณหภูมิยูเทคติก สารละลายจะเปลี่ยนเป็นของแข็งหมด  เรียกว่า ของผสมยูเทคติก

  ใต้เส้นยูเทคติก ของแข็งแอลฟ่า และเบต้า แยกตัวออกจากกัน ไม่ผสมกัน  มีลักษณะกระจัดกระจายอยู่ในของแข็ง

เฟสไดอะแกรมแบบง่ายสุด more info
   เฟสไดอะแกรมแบบนี้ ไม่มีจุดยูเทคติก   ส่วนผสมอยู่ในสภาพของเหลวเป็นสารเนื้อเดียว   เมื่อเย็นตัวผ่านเส้นของเหลว  (Liquidus)   และเส้นของแข็ง (Solidus)  มันจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งเนื้อเดียวด้วย

   อัลลอยด์ประเภทนี้ว่า  มีคุณสมบัติที่สามารถหลอมละลายรวมตัวกันเป็นเนื้อเดียว ทั้งในสภาพของแข็งและของเหลว

นำมาจาก   ฟิสิกส์ของวัสดุ   ของอาจารย์ ศุภสโรช   หมื่นสิทธิ์ ต้องขอขอบคุณมากครับ

อ่านหนังสือ

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

โลหะวิทยา