ระบบยูเทคติกหรือส่วนผสมยูเทคติก ( / j uː ˈ t ɛ k t ɪ k / yoo- TEK -tik ) ^{[ 1 ]} เป็น ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันชนิดหนึ่งที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของส่วนประกอบ^{[ 2 ]}จุดหลอมเหลวที่ต่ำที่สุดที่เป็นไปได้สำหรับอัตราส่วนการผสม ทั้งหมด ของส่วนประกอบเรียกว่าอุณหภูมิยูเทคติกบนแผนภาพเฟสอุณหภูมิยูเทคติกจะปรากฏเป็นจุดยูเทคติก (ดูแผนภาพ) ^{[ 3 ]}

ส่วนผสมที่ไม่เป็นยูเทคติกจะมีอุณหภูมิหลอมเหลวที่แตกต่างกันสำหรับส่วนประกอบแต่ละชนิด เนื่องจากโครงสร้างผลึก ของส่วนประกอบหนึ่ง จะหลอมเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าส่วนประกอบอื่น ในทางกลับกัน เมื่อส่วนผสมที่ไม่เป็นยูเทคติกเย็นลง ส่วนประกอบแต่ละชนิดจะแข็งตัวเป็นโครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิแตกต่างกัน จนกระทั่งมวลทั้งหมดกลายเป็นของแข็ง ดังนั้น ส่วนผสมที่ไม่เป็นยูเทคติกจึงไม่มีอุณหภูมิหลอมเหลว/แข็งตัวเพียงจุดเดียวที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะ แต่จะมีอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะระหว่างของเหลวและน้ำแข็ง (เรียกว่าลิควิดัส ) และอุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะระหว่างน้ำแข็งและของแข็ง (โซลิดัส )

ในโลกแห่งความเป็นจริง คุณสมบัติยูเทคติกสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ในกระบวนการต่างๆ เช่นการเชื่อมแบบยูเทคติกซึ่ง เป็นการเชื่อม ชิปซิลิคอนเข้ากับพื้นผิวเคลือบทองด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ และโลหะผสมยูเทคติกก็พิสูจน์แล้วว่ามีคุณค่าในงานประยุกต์ที่หลากหลาย เช่น การบัดกรี การเชื่อมประสาน การหล่อโลหะ การป้องกันทางไฟฟ้า ระบบดับเพลิง และสารทดแทนปรอทที่ไม่เป็นพิษ

คำว่ายูเทคติกถูกบัญญัติขึ้นในปี ค.ศ. 1884 โดยนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษเฟรเดอริก กัทรี (ค.ศ. 1833–1886) คำนี้มีที่มาจากภาษากรีก εὐ - (eû) ' ดี'และτῆξῐς (têxis) ' การหลอมเหลว' ^{[ 2 ]}ก่อนการศึกษาของเขา นักเคมีสันนิษฐานว่า "โลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำสุดจะต้องมีส่วนประกอบในสัดส่วนอะตอมที่เรียบง่าย" แต่เขาได้แสดงให้เห็นว่านั่นไม่เป็นจริงเสมอไป^{[ 4 ]}

การแข็งตัวแบบยูเทคติกถูกกำหนดไว้ดังนี้: ^{[ 5 ]}

${\displaystyle {\text{ของเหลว}}\quad {\xrightarrow[{\text{การทำความเย็น}}]{{\text{ยูเทคติก}} \atop {\text{อุณหภูมิ}}}}\quad \alpha {\text{สารละลายของแข็ง}}\ +\ \beta {\text{สารละลายของแข็ง}}}$

ปฏิกิริยาประเภทนี้เป็นปฏิกิริยาคงที่ เนื่องจากอยู่ในสมดุลทางความร้อนอีกวิธีหนึ่งที่จะนิยามสิ่งนี้คือการเปลี่ยนแปลงพลังงานอิสระของกิบส์เท่ากับศูนย์ ในทางปฏิบัติ หมายความว่าของเหลวและสารละลายของแข็ง สองชนิด อยู่ร่วมกันในเวลาเดียวกันและอยู่ในสมดุลทางเคมีนอกจากนี้ยังมีการหยุดนิ่งทางความร้อนในช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงเฟสซึ่งอุณหภูมิของระบบจะไม่เปลี่ยนแปลง^{[ 5 ]}

โครงสร้างมหภาคของแข็งที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยายูเทคติกขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ โดยปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือวิธีการที่สารละลายของแข็งทั้งสองก่อตัวและเติบโต โครงสร้างที่พบได้บ่อยที่สุดคือโครงสร้างแบบแผ่นแต่โครงสร้างอื่นๆ ที่เป็นไปได้ ได้แก่ แบบแท่ง แบบทรงกลม และแบบเข็ม^{[ 6 ]}นอกจากนี้ ยังพบโครงสร้างจุลภาคแบบหนอนในโลหะผสมเอนโทรปีสูง^{[ 7 ]}

ส่วนประกอบของระบบยูเทคติกที่ไม่อยู่ที่จุดยูเทคติก สามารถจำแนกได้เป็นแบบไฮโปยูเทคติกหรือไฮเปอร์ยูเทคติก :

• องค์ประกอบ ไฮโปยูเทคติกคือองค์ประกอบที่มีสัดส่วนของชนิด α มากกว่า และมีสัดส่วนของชนิด β น้อยกว่าองค์ประกอบยูเทคติก (E)

• องค์ประกอบ ไฮเปอร์ยูเทคติกมีลักษณะเฉพาะคือมีสัดส่วนของชนิด β สูงกว่าและมีสัดส่วนของชนิด α ต่ำกว่าองค์ประกอบยูเทคติก

เมื่ออุณหภูมิขององค์ประกอบที่ไม่ใช่ยูเทคติกลดลง ส่วนผสมของเหลวจะตกตะกอนส่วนประกอบหนึ่งของส่วนผสมก่อนส่วนประกอบอื่น ในสารละลายไฮเปอร์ยูเทคติก จะมี เฟส โปรยูเทคตอยด์ของสปีชีส์ β ในขณะที่สารละลายไฮโปยูเทคติกจะมี เฟส โปรยูเทคติก α ^{[ 5 ]}

โลหะผสมยูเทคติกประกอบด้วยวัสดุสองชนิดขึ้นไปและมีองค์ประกอบแบบยูเทคติก เมื่อโลหะผสมที่ไม่ใช่ยูเทคติกแข็งตัว ส่วนประกอบต่างๆ จะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่างกัน ทำให้เกิดช่วงการหลอมเหลวแบบพลาสติก ในทางกลับกัน เมื่อโลหะผสมยูเทคติกที่ผสมกันอย่างดีหลอมเหลว มันจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิเดียวและคงที่ การเปลี่ยนแปลงเฟสต่างๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการแข็งตัวของโลหะผสมชนิดหนึ่งๆ สามารถทำความเข้าใจได้โดยการลากเส้นแนวตั้งจากเฟสของเหลวไปยังเฟสของแข็งบนแผนภาพเฟสของโลหะผสมนั้น

การใช้งานโลหะผสมยูเทคติกบางประการ ได้แก่:

• รีเลย์โอเวอร์โหลดโลหะผสมยูเทคติก NEMA สำหรับการป้องกันไฟฟ้าของมอเตอร์สามเฟสสำหรับปั๊ม พัดลม สายพานลำเลียง และอุปกรณ์กระบวนการโรงงานอื่นๆ^{[ 8 ]}
• โลหะผสมยูเทคติกสำหรับบัดกรีทั้งโลหะผสมแบบดั้งเดิมที่ประกอบด้วยตะกั่ว (Pb) และดีบุก (Sn) บางครั้งอาจมีเงิน (Ag) หรือทองคำ (Au) เพิ่มเข้ามาด้วย โดยเฉพาะ สูตรโลหะผสม Sn ₆₃ Pb ₃₇และ Sn ₆₂ Pb ₃₆ Ag ₂สำหรับงานอิเล็กทรอนิกส์ และโลหะผสมบัดกรีไร้ตะกั่วรุ่นใหม่ โดยเฉพาะโลหะผสมที่ประกอบด้วยดีบุก เงิน และทองแดง ( Cu) เช่น Sn _96.5 Ag _3.5
• โลหะผสมสำหรับการหล่อ เช่นอะลูมิเนียม-ซิลิคอนและเหล็กหล่อ (ที่ส่วนประกอบของคาร์บอน 4.3% ในเหล็ก ทำให้เกิดยูเทคติกออสเทนไนต์ - ซีเมนต์ไนต์)
• ชิปซิลิคอนถูกยึดติดกับพื้นผิวเคลือบทองด้วยพันธะยูเทคติกผ่านสารประกอบยูเทคติกซิลิคอน-ทอง โดยการใช้ พลังงาน อัลตราโซนิกกับชิป
• การบัดกรีซึ่งการแพร่กระจายสามารถกำจัดธาตุโลหะผสมออกจากรอยต่อได้ ทำให้การหลอมเหลวแบบยูเทคติกเกิดขึ้นได้เฉพาะในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการบัดกรีเท่านั้น
• การตอบสนองต่ออุณหภูมิ เช่นโลหะของวูดและโลหะของฟิลด์สำหรับหัวฉีดดับเพลิง
• สารทดแทน ปรอทที่ไม่เป็นพิษเช่นกาลินสแตน
• โลหะแก้วทดลอง ที่มีความแข็งแรงและ ทนต่อการกัดกร่อนสูงมาก
• โลหะผสมยูเทคติกของโซเดียมและโพแทสเซียม ( NaK ) ที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องและใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นิวตรอนเร็ว เชิง ทดลอง

• เกลือและน้ำก่อให้เกิดระบบยูเทคติกแมกนีเซียมเปอร์คลอเรตมีจุดยูเทคติกที่ −64 °C (−83 °F) ^{[ 9 ]}โซเดียมคลอไรด์และน้ำก่อให้เกิดส่วนผสมยูเทคติกที่มีจุดยูเทคติกที่ −21.2 °C ^{[ 10 ]}และมีเกลือ 23.3% โดยมวล^{[ 11 ]}คุณสมบัติยูเทคติกของเกลือและน้ำถูกนำมาใช้ประโยชน์เมื่อโรยเกลือบนถนนเพื่อช่วยในการกำจัดหิมะหรือผสมกับน้ำแข็งเพื่อสร้างอุณหภูมิต่ำ (ตัวอย่างเช่น ใน การทำ ไอศกรีม แบบดั้งเดิม )
• เอทานอล-น้ำมีจุดยูเทคติกที่ค่อนข้างเบี่ยงเบน กล่าวคือ อยู่ใกล้กับเอทานอลบริสุทธิ์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดระดับแอลกอฮอล์สูงสุดที่สามารถได้จากการแช่แข็งแบบแยกส่วน
• "เกลือพลังงานแสงอาทิตย์" ซึ่งประกอบด้วย NaNO ₃ 60% และ KNO ₃ 40% จะก่อตัวเป็นส่วนผสมเกลือหลอมเหลวแบบยูเทคติก ซึ่งใช้สำหรับการจัดเก็บพลังงานความร้อนในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์^{[ 12 ]}เพื่อลดจุดหลอมเหลวแบบยูเทคติกในเกลือหลอมเหลวพลังงานแสงอาทิตย์ จะใช้ แคลเซียมไนเตรตในสัดส่วนดังต่อไปนี้: Ca(NO ₃ ) ₂ 42% , KNO ₃ 43% และ NaNO ₃ 15 %
• ลิโดเคนและพริโลเคนซึ่งทั้งคู่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง สามารถรวมตัวกันเป็นสารผสมยูเทคติกที่เป็นน้ำมัน มีจุดหลอมเหลวที่ 16 องศาเซลเซียส (61 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งใช้ในส่วนผสมยูเทคติกของยาชาเฉพาะที่ (EMLA)
• เมนทอลและการบูรซึ่งเป็นของแข็งทั้งคู่ที่อุณหภูมิห้อง จะเกิดเป็นยูเทคติกซึ่งเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องในสัดส่วนต่อไปนี้: 8:2, 7:3, 6:4 และ 5:5 สารทั้งสองชนิดนี้เป็นส่วนประกอบทั่วไปในการเตรียมยาแบบเฉพาะกิจในร้านขายยา^{[ 13 ]}
• แร่ธาตุอาจก่อตัวเป็นส่วนผสมยูเทคติกในหินอัคนีทำให้เกิดเนื้อสัมผัสการเจริญเติบโต แบบเฉพาะตัว ดังเช่นที่พบในแกรโนไฟร์^{[ 14 ]}
• หมึกบางชนิดเป็นส่วนผสมยูเทคติก ทำให้เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำลง^{[ 15 ]}
• โคลีนคลอไรด์สร้างส่วนผสมยูเทคติกกับผลิตภัณฑ์ธรรมชาติหลายชนิด เช่นกรดซิตริกกรดมาลิกและน้ำตาลส่วนผสมของเหลวเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้ เช่น เพื่อให้ได้สารสกัดต้านอนุมูลอิสระและสารต้านเบาหวานจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ^{[ 16 ]}

กลไกการเสริมความแข็งแรงหลักของโครงสร้างยูเทคติกในโลหะคือ การเสริมความแข็งแรง แบบคอมโพสิต (ดูกลไกการเสริมความแข็งแรงของวัสดุ ) กลไกการเสียรูปนี้ทำงานผ่านการถ่ายโอนภาระระหว่างเฟสองค์ประกอบทั้งสอง โดยเฟสที่อ่อนตัวกว่าจะถ่ายโอนความเค้นไปยังเฟสที่แข็งกว่า^{[ 17 ]}ด้วยการใช้ประโยชน์จากความแข็งแรงของเฟสที่แข็งและคุณสมบัติการเหนียวของเฟสที่อ่อนตัว ความเหนียวโดยรวมของวัสดุจึงเพิ่มขึ้น เมื่อองค์ประกอบเปลี่ยนแปลงไปเป็นโครงสร้างไฮโปยูเทคติกหรือไฮเปอร์ยูเทคติก กลไกการถ่ายโอนภาระจะซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากมีการถ่ายโอนภาระระหว่างเฟสยูเทคติกและเฟสรอง รวมถึงการถ่ายโอนภาระภายในเฟสยูเทคติกเองด้วย

กลไกการเสริมความแข็งแรงที่ปรับได้ประการที่สองของโครงสร้างยูเทคติกคือระยะห่างของเฟสรอง การเปลี่ยนระยะห่างของเฟสรองจะทำให้สัดส่วนของการสัมผัสระหว่างสองเฟสผ่านขอบเขตเฟสที่ใช้ร่วมกันเปลี่ยนแปลงไปด้วย การลดระยะห่างของเฟสยูเทคติก ทำให้เกิดโครงสร้างยูเทคติกละเอียด พื้นที่ผิวที่ใช้ร่วมกันระหว่างสองเฟสองค์ประกอบมีมากขึ้น ส่งผลให้การถ่ายโอนภาระมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 18 ]}ในระดับจุลภาค พื้นที่ขอบเขตเพิ่มเติมทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นการเคลื่อนที่ทำให้วัสดุแข็งแรงขึ้นอีก ผลจากกลไกการเสริมความแข็งแรงนี้ โครงสร้างยูเทคติกหยาบจึงมีแนวโน้มที่จะแข็งน้อยกว่าแต่มีความยืดหยุ่นมากกว่า ในขณะที่โครงสร้างยูเทคติกละเอียดจะแข็งกว่าแต่เปราะกว่า^{[ 18 ]}ระยะห่างของเฟสยูเทคติกสามารถควบคุมได้ในระหว่างการประมวลผล เนื่องจากมีความสัมพันธ์โดยตรงกับอัตราการเย็นตัวในระหว่างการแข็งตัวของโครงสร้างยูเทคติก ตัวอย่างเช่น สำหรับโครงสร้างยูเทคติกแบบแผ่นบางอย่างง่าย ระยะห่างของแผ่นบางขั้นต่ำคือ: ^{[ 19 ]}

${\displaystyle \lambda ^{*}={\frac {2\gamma V_{m}T_{E}}{\Delta H*\Delta T_{0}}}}$

โดยที่คือพลังงานพื้นผิวของขอบเขตสองเฟสคือปริมาตรโมลของเฟสยูเทคติก  คืออุณหภูมิการแข็งตัวของเฟสยูเทคติก คือ เอนทาลปีของการก่อตัวของเฟสยูเทคติก และ คือการลดอุณหภูมิของวัสดุ ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงการลดอุณหภูมิ และโดยนัยเดียวกันคืออัตราการเย็นตัว จะสามารถควบคุมระยะห่างขั้นต่ำที่สามารถทำได้ของเฟสรองได้ ${\displaystyle \gamma }$${\displaystyle V_{m}}$ ${\displaystyle T_{E}}$${\displaystyle \Delta H}$${\displaystyle \Delta T_{0}}$

การเสริมความแข็งแกร่งของเฟสยูเทคติกโลหะเพื่อต้านทานการเสียรูปที่อุณหภูมิสูง (ดูการเสียรูปจากการคืบ ) นั้นซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากกลไกการเสียรูปหลักจะเปลี่ยนแปลงไปตามระดับของความเค้นที่ใช้ ที่อุณหภูมิสูงซึ่งการเสียรูปส่วนใหญ่เกิดจากการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน การเสริมความแข็งแกร่งจากการถ่ายโอนภาระและระยะห่างของเฟสรองยังคงอยู่ เนื่องจากยังคงต้านทานการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน ที่ความเครียดต่ำกว่าซึ่งการคืบแบบ Nabarro-Herring เป็นหลัก รูปร่างและขนาดของโครงสร้างเฟสยูเทคติกมีบทบาทสำคัญในการเสียรูปของวัสดุ เนื่องจากส่งผลต่อพื้นที่ขอบเขตที่มีอยู่สำหรับการแพร่กระจายของช่องว่าง^{[ 20 ]}

เมื่อสารละลายเหนือจุดเปลี่ยนผ่านเป็นของแข็ง แทนที่จะเป็นของเหลว การเปลี่ยนผ่านแบบยูเทคทอยด์ที่คล้ายคลึงกันสามารถเกิดขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ในระบบเหล็ก-คาร์บอน เฟส ออสเทนไนต์สามารถเกิดการเปลี่ยนผ่านแบบยูเทคทอยด์เพื่อสร้างเฟอร์ไรต์และซีเมนต์ไทต์ซึ่งมักอยู่ในโครงสร้างแบบแผ่นบาง เช่นเพิร์ล ไลต์ และเบนไนต์จุดยูเทคทอยด์นี้เกิดขึ้นที่ 723 °C (1,333 °F) และคาร์บอน 0.76 wt% ^{[ 21 ]}

การ เปลี่ยนแปลง เพอริเทคทอยด์ เป็น ปฏิกิริยาย้อนกลับ แบบ ไอโซเทอร์ มอล ชนิดหนึ่งที่มีเฟสของแข็งสองเฟสทำปฏิกิริยากันเมื่อโลหะ ผสมไบนารี เทอร์นารี ..., n -ary เย็นตัวลง เพื่อสร้างเฟสของแข็งเดี่ยวที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง^{[ 22 ]} ปฏิกิริยานี้มีบทบาทสำคัญในการเรียงลำดับและการสลายตัวของ เฟส กึ่งผลึกในโลหะผสมหลายประเภท^{[ 23 ]} การเปลี่ยนโครงสร้างที่คล้ายกันนี้ยังคาดการณ์ไว้สำหรับ ผลึกคอลัมน์หมุนได้อีกด้วย

การเปลี่ยนแปลงแบบเพอริเทคติกก็คล้ายคลึงกับปฏิกิริยาแบบยูเทคติกเช่นกัน ในกรณีนี้ เฟสของเหลวและของแข็งในสัดส่วนคงที่ทำปฏิกิริยากันที่อุณหภูมิคงที่เพื่อให้ได้เฟสของแข็งเพียงเฟสเดียว เนื่องจากผลิตภัณฑ์ของแข็งเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างสารตั้งต้นทั้งสอง จึงอาจก่อให้เกิดกำแพงกั้นการแพร่ และโดยทั่วไปจะทำให้ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นช้ากว่าการเปลี่ยนแปลงแบบยูเทคติกหรือยูเทคทอยด์มาก ด้วยเหตุนี้ เมื่อสารประกอบเพอริเทคติกแข็งตัว จึงไม่แสดงโครงสร้างแบบแผ่นบางๆเหมือนกับที่พบในการแข็งตัวแบบยูเทคติก

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นในระบบเหล็ก-คาร์บอน ดังที่เห็นได้ใกล้กับมุมบนซ้ายของภาพ มันคล้ายกับยูเทคติกแบบกลับด้าน โดยเฟส δ รวมตัวกับของเหลวเพื่อสร้างออสเทนไนต์ บริสุทธิ์ ที่อุณหภูมิ 1,495 °C (2,723 °F) และคาร์บอน 0.17%

ที่อุณหภูมิการสลายตัวแบบเพอริเทคติก สารประกอบนั้นแทนที่จะหลอมเหลว จะสลายตัวเป็นสารประกอบของแข็งอีกชนิดหนึ่งและของเหลว สัดส่วนของแต่ละชนิดจะถูกกำหนดโดยกฎคันโยก ตัวอย่างเช่น ใน แผนภาพเฟส ของ Al-Au จะเห็นได้ว่า _มีเพียงสองเฟสเท่านั้นที่หลอมเหลวอย่างสอดคล้องกัน คือAuAl₂ _และ Au₂Alในขณะที่เฟสที่เหลือจะสลายตัวแบบเพอริเทคติก

ไม่ใช่ว่าระบบจุดหลอมเหลวต่ำสุดทั้งหมดจะเป็น "ยูเทคติก" ทางเลือกอื่นคือ "สารละลายของแข็งที่ไม่สมบูรณ์" สามารถแสดงให้เห็นได้โดยการเปรียบเทียบระบบโลหะมีค่าทั่วไปอย่าง Cu-Ag และ Cu-Au Cu-Ag (ดูแหล่งข้อมูลhttps://himikatus.ru/art/phase-diagr1/Ag-Cu.php ) เป็นระบบยูเทคติกที่แท้จริง จุดหลอมเหลวของยูเทคติกอยู่ที่ 780 °C โดยมีขีดจำกัดการละลายของของแข็งที่ความบริสุทธิ์ 80 และ 912 โดยน้ำหนัก และยูเทคติกที่ 719 เนื่องจาก Cu-Ag เป็นยูเทคติกที่แท้จริง เงินที่มีความบริสุทธิ์ระหว่าง 80 ถึง 912 จะถึงเส้นโซลิดัส และหลอมเหลวอย่างน้อยบางส่วนที่อุณหภูมิ 780 °C ส่วนโลหะผสมยูเทคติกที่มีความบริสุทธิ์ 719 จะถึงเส้นลิควิดัส และหลอมเหลวทั้งหมดที่อุณหภูมินั้นโดยไม่มีการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอีกจนกว่าโลหะผสมทั้งหมดจะหลอมเหลว เงินที่มีความบริสุทธิ์ระหว่าง 80 ถึง 912 แต่ไม่เท่ากับ 719 จะถึงเส้นโซลิดัสที่อุณหภูมิ 780 °C พอดี แต่จะละลายเพียงบางส่วน จะเหลือของแข็งตกค้างที่มีความบริสุทธิ์ 912 หรือ 80 อย่างใดอย่างหนึ่ง แต่จะไม่ใช่ทั้งสองอย่างรวมกัน มันจะละลายที่อุณหภูมิคงที่โดยไม่เพิ่มขึ้นอีกจนกว่าปริมาณโลหะผสมยูเทคติก (ความบริสุทธิ์ 719) จะละลายหมดไป ทำให้โลหะผสมแบ่งออกเป็นส่วนยูเทคติกที่หลอมเหลวและส่วนตกค้างที่เป็นของแข็ง เมื่อให้ความร้อนต่อไป ส่วนตกค้างที่เป็นของแข็งจะละลายในส่วนที่หลอมเหลวและเปลี่ยนองค์ประกอบจนกว่าจะถึงเส้นลิควิดัสและส่วนตกค้างทั้งหมดละลายหายไป ตัวอย่างเช่น แหล่งข้อมูล Cu-Au https://himikatus.ru/art/phase-diagr1/Au-Cu.phpทองคำบริสุทธิ์ 800 มีจุดหลอมเหลวต่ำสุดที่ 910 °C และมีปริมาณทองแดง 44 อะตอมเปอร์เซ็นต์ ซึ่งเทียบเท่ากับทองแดงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก หรือประมาณ 800 แต่ทองคำนี้ไม่ใช่ยูเทคติกที่แท้จริง ทองคำบริสุทธิ์ 800 จะหลอมเหลวที่ 910 °C กลายเป็นของเหลวที่มีองค์ประกอบเดียวกัน และโลหะผสมทั้งหมดจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิเดียวกัน แต่ความแตกต่างจะเกิดขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากจุดหลอมเหลวต่ำสุด ต่างจากเงินที่มีความบริสุทธิ์อื่นที่ไม่ใช่ 719 (ซึ่งหลอมเหลวบางส่วนที่ 780 °C อย่างแม่นยำในช่วงความบริสุทธิ์ที่กว้าง) ทองคำที่มีความบริสุทธิ์อื่นที่ไม่ใช่ 800 จะถึงจุดโซลิดัสและเริ่มหลอมเหลวบางส่วนที่อุณหภูมิที่แตกต่างจากและสูงกว่า 910 °C ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของโลหะผสม การหลอมเหลวบางส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบบางอย่าง ของเหลวจะมีค่าความบริสุทธิ์ใกล้เคียงกับ 800 มากกว่าของแข็งที่เหลืออยู่ แต่ของเหลวจะไม่ได้มีความบริสุทธิ์ 800 อย่างแน่นอน และความบริสุทธิ์ของของแข็งที่เหลืออยู่จะขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของของเหลว เหตุผลหลักคือ สำหรับระบบยูเทคติกอย่างเช่น Cu-Ag นั้น ความสามารถในการละลายในเฟสของเหลวดี แต่ความสามารถในการละลายในเฟสของแข็งมีจำกัด ดังนั้นเมื่อโลหะผสมเงิน-ทองแดงถูกแช่แข็ง มันจะแยกตัวออกเป็นผลึกเงินบริสุทธิ์ 912 และเงินบริสุทธิ์ 80 ซึ่งทั้งสองชนิดอิ่มตัวและมีองค์ประกอบเดียวกันเสมอที่จุดเยือกแข็ง 780 °C ดังนั้นโลหะผสมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 780 °C จะประกอบด้วยผลึกสองชนิดที่มีองค์ประกอบเหมือนกันทุกประการ โดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบโดยรวมของโลหะผสม มีเพียงปริมาณสัมพัทธ์ของผลึกแต่ละชนิดเท่านั้นที่แตกต่างกัน ดังนั้นพวกมันจึงหลอมเหลวที่ 780 °C เสมอจนกว่าผลึกชนิดใดชนิดหนึ่งหรือทั้งสองชนิดจะหมดไป ในทางตรงกันข้าม ในระบบ Cu-Au ส่วนประกอบต่างๆ สามารถผสมกันได้ที่จุดหลอมเหลวในทุกองค์ประกอบ แม้กระทั่งในสถานะของแข็ง อาจมีผลึกที่มีองค์ประกอบใดๆ ก็ได้ ซึ่งจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิต่างกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม ระบบ Cu-Au เป็นสารละลายของแข็งที่ "ไม่ดี" ในสถานะของแข็งนั้น มีความไม่ลงตัวอย่างมากระหว่างอะตอม ซึ่งอย่างไรก็ตาม ใกล้จุดหลอมเหลว ความไม่ลงตัวนี้จะถูกเอาชนะได้ด้วยเอนโทรปีของการเคลื่อนที่ทางความร้อนที่ทำให้เกิดการผสมกันของอะตอม อย่างไรก็ตาม ความไม่ลงตัวนั้นทำให้สารละลาย Cu-Au ไม่เหมาะสมเมื่อเทียบกับสถานะที่อะตอมเข้ากันได้ดีกว่า เช่น ในสถานะหลอมเหลว และทำให้จุดหลอมเหลวลดลงต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของส่วนประกอบต่างๆ

องค์ประกอบและอุณหภูมิของยูเทคติกสามารถคำนวณได้จากเอนทาลปีและเอนโทรปีของการหลอมเหลวของแต่ละองค์ประกอบ^{[ 24 ]}

พลังงานอิสระของกิบบส์Gขึ้นอยู่กับค่าอนุพันธ์ของตัวมันเอง:

${\displaystyle G=H-TS\Rightarrow {\begin{cases}H=G+TS\\\left({\frac {\partial G}{\partial T}}\right)_{P}=-S\end{cases}}\Rightarrow H=GT\left({\frac {\partial G}{\partial T}}\right)_{P}.}$

ดังนั้น อนุพันธ์ G / Tที่ความดันคงที่จึงคำนวณได้จากสมการต่อไปนี้:

${\displaystyle \left({\frac {\partial G/T}{\partial T}}\right)_{P}={\frac {1}{T}}\left({\frac {\partial G}{\partial T}}\right)_{P}-{\frac {1}{T^{2}}}G=-{\frac {1}{T^{2}}}\left(GT\left({\frac {\partial G}{\partial T}}\right)_{P}\right)=-{\frac {H}{T^{2}}}.}$

ค่าศักย์ทางเคมีคำนวณได้หากเราสมมติว่าค่ากิจกรรมเท่ากับความเข้มข้น: ${\displaystyle \mu _{i}}$

${\displaystyle \mu _{i}=\mu _{i}^{\circ }+RT\ln {\frac {a_{i}}{a}}\approx \mu _{i}^{\circ }+RT\ln x_{i}.}$

ที่สภาวะสมดุลจะได้ ดังนี้${\displaystyle \mu _{i}=0}$${\displaystyle \mu _{i}^{\circ }}$

${\displaystyle \mu _{i}=\mu _{i}^{\circ }+RT\ln x_{i}=0\Rightarrow \mu _{i}^{\circ }=-RT\ln x_{i}.}$

การใช้งานและการบูรณาการทำให้ได้ผลลัพธ์ดังนี้

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{i}/T}{\partial T}}\right)_{P}={\frac {\partial }{\partial T}}\left(R\ln x_{i}\right)\Rightarrow R\ln x_{i}=-{\frac {H_{i}^{\circ }}{T}}+K.}$

ค่าคงที่การอินทิเกรตKสามารถหาได้สำหรับส่วนประกอบบริสุทธิ์ที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวและเอนทาลปีของการหลอมเหลว: ${\displaystyle T^{\circ }}$${\displaystyle H^{\circ }}$

${\displaystyle x_{i}=1\Rightarrow T=T_{i}^{\circ }\Rightarrow K={\frac {H_{i}^{\circ }}{T_{i}^{\circ }}}.}$

เราได้ความสัมพันธ์ที่กำหนดสัดส่วนโมลเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิสำหรับแต่ละองค์ประกอบ:

${\displaystyle R\ln x_{i}=-{\frac {H_{i}^{\circ }}{T}}+{\frac {H_{i}^{\circ }}{T_{i}^{\circ }}}.}$

ส่วนผสมของ ส่วนประกอบ nชนิดนั้น อธิบายได้ด้วยระบบดังกล่าว

${\displaystyle {\begin{cases}\ln x_{i}+{\frac {H_{i}^{\circ }}{RT}}-{\frac {H_{i}^{\circ }}{RT_{i}^{\circ }}}=0,\\\sum \limits _{i=1}^{n}x_{i}=1.\end{cases}}}$

${\displaystyle {\begin{cases}\forall i<n\Rightarrow \ln x_{i}+{\frac {H_{i}^{\circ }}{RT}}-{\frac {H_{i}^{\circ }}{RT_{i}^{\circ }}}=0,\\\ln \left(1-\sum \limits _{i=1}^{n-1}x_{i}\right)+{\frac {H_{n}^{\circ }}{RT}}-{\frac {H_{n}^{\circ }}{RT_{n}^{\circ }}}=0,\end{cases}}}$

ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดย

• เอซีโอโทรปหรือส่วนผสมที่เดือดคงที่
• การลดจุดเยือกแข็ง
• โลหะผสมหลอมละลายได้

ค้นหาคำว่า eutecticใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

• Askeland, Donald R.; Pradeep P. Phule (2005). วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมของวัสดุ . Thomson-Engineering. ISBN 978-0-534-55396-8.
• อีสเตอร์ลิง, เอ็ดเวิร์ด (1992). การเปลี่ยนแปลงเฟสในโลหะและโลหะผสม . CRC. ISBN 978-0-7487-5741-1.
• มอร์ติเมอร์, โรเบิร์ต จี. (2000). เคมีเชิงกายภาพ . สำนักพิมพ์ Academic Press. ISBN 978-0-12-508345-4.
• Reed-Hill, RE; Reza Abbaschian (1992). หลักการโลหะวิทยาเชิงกายภาพ . Thomson-Engineering. ISBN 978-0-534-92173-6.
• Sadoway, Donald (2004). "สมดุลเฟสและแผนภาพเฟส" (PDF) . 3.091 บทนำสู่เคมีของของแข็ง ภาคเรียนฤดูใบไม้ร่วง 2004. MIT Open Courseware. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2005-10-20 . สืบค้นเมื่อ2006-04-12 .