sulatettavuutta

Sulatettavuus tarkoittaa materiaalin kykyä muuttua sulaksi kuumennettaessa. Sillä viitataan siihen, kuinka helposti aine siirtyy kiinteästä tilasta nestemäiseen, sekä siihen, millainen lämpötilariippuvuus sulaminen on. Käytössä voi olla sekä kuvaus sulamisalueesta (alkaen sulamispisteestä lopulliseen sulamisvaiheeseen) että yksittäisestä sulamispisteen arvosta, riippuen aineesta ja epäpuhtauksista.

Mittaaminen ja kuvaus. Sulatettavuutta arvioidaan erilaisilla mittareilla. Yleisiä ovat sulamisen alussa määritettävä sulamispiste ja sen yhteydessä mitattava sulamisalue sekä sulamisen entalpia. Polymeereissä ja joissakin high-performance-materiaaleissa käytetään lisäksi muovien virtaavuuden mittareita, kuten melt flow index (MFI), joka kuvaa sulaneen massan virtausta tietyssä lämpötilassa ja kuormituksessa. Metallurgiassa ja kivilouhinnassa sulatettavuutta voidaan arvioida esimerkiksi sulamisalueen laajuuden ja sulamisnopeuden perusteella.

Tekijät. Sulatettavuutta säätelevät kemiallinen koostumus, faasiaineet ja epäpuhtaudet, lämpötilan nousunopeus, ilman koostumus (hapetus), paine sekä mahdolliset fluxit ja lisäaineet. Mikrofri- ja makrostruktuurilla sekä epäpuhtauksilla on usein merkittävä vaikutus sulamisvaiheen kestoon ja reaktiivisuuteen.

Sovellukset. Sulatettavuutta tarkastellaan tuotantoprosesseissa kuten valussa, hitsauksessa, kierrätyksessä ja polymeeriprosessoinnissa. Korkea sulatettavuus mahdollistaa helpomman valun ja energiatehokkaamman käsittelyn, kun taas matala sulatettavuus voi olla hyödyllää esimerkiksi korkean lämpötilan kestävyydessä tai kontrolloidun epäorgaanisen kiinteän faasin säilyttämisessä. Esimerkkejä ovat helposti sulavat metallit kuten tina ja alumiini sekä keraamit, jotka usein eivät sulane helposti normaaleissa olosuhteissa. Muovit voivat osoittaa hyvää sulatettavuutta, kun taas lämpöä kestävät komposiitit saattavat säilyttää kiinteää rakennetta korkeammissa lämpötiloissa.