Schmelztemperatur

Die Schmelztemperatur ist die Temperatur, bei der ein Feststoff unter einem festgelegten Druck in eine Flüssigkeit übergeht. Bei reinen, gut kristallisierten Substanzen tritt der Phasenübergang als ein einzelner Punkt auf, der sogenannte Schmelzpunkt. Bei Verunreinigungen oder Mischungen kann der Übergang über einen Temperaturbereich erfolgen, der als Schmelzbereich oder Schmelztemperaturbereich bezeichnet wird.

Der Druck beeinflusst die Schmelztemperatur, wie in Phasendiagrammen dargestellt. Für viele Stoffe steigt oder fällt die Schmelztemperatur mit dem Druck; Ausnahmen kommen vor, insbesondere bei polymorphen Stoffen oder Wasser/Heißdampf-Systemen, wo der Zusammenhang spezielle Eigenschaften zeigt. Polymere verhalten sich anders: Viele Thermoplaste schmelzen über einen Temperaturbereich, während amorphe Polymere oft keine klare Schmelztemperatur haben, sondern beim Erhitzen degradieren.

Bestimmung und Messung erfolgen meist mittels Kalorimetrie oder Mikroskopie. Häufige Methoden sind Differential-Scanning-Calorimetry (DSC), Differential-Thermal-Analyse (DTA) und Schmelzpunktmessung mit einem heiß-beschichteten Mikroskop oder offener Kapillare. Aus den Messungen lassen sich Reinheit, Phasenübergänge und das Kristallisationsverhalten ableiten.

Bedeutung in der Praxis hat die Schmelztemperatur für Werkstoffverarbeitung und Qualitätssicherung. Sie entscheidet über Schmelzprozesse beim Gießen, Warmschmieden oder Löten, über die Wärmebehandlung von Legierungen und die Verarbeitung von Polymeren. Beispiele: Wasser schmilzt bei 0 °C (bei Normaldruck), reines Eisen bei ca. 1538 °C, Natriumchlorid bei ca. 801 °C. In Legierungen kann die Zusammensetzung den Schmelzpunkt stark senken (Eutektikum).