고상선과 액상선

고상선(solidus line)과 액상선(liquidus line)은 상평형 그림(phase diagram), 특히 이성분계 상태도에서 나타나는 중요한 선이다. 두 선은 물질의 상 변화를 나타내며, 온도와 조성에 따라 고체상(solid phase)과 액체상(liquid phase)의 존재 영역을 구분한다.

고상선 (Solidus Line)

고상선은 주어진 조성에서 고체상이 처음으로 나타나는 온도를 나타내는 선이다. 고상선 아래 영역은 완전히 고체 상태이며, 고상선 위 영역에서는 고체와 액체가 공존한다. 즉, 고상선을 기준으로 고체상의 비율이 변화한다. 고상선 위에서는 액체가 존재하고, 고상선 아래에서는 액체가 완전히 응고되어 고체만 존재한다. 특정 조성의 물질을 냉각시킬 때 고상선에 도달하면 고체가 처음으로 생성되기 시작한다.

액상선 (Liquidus Line)

액상선은 주어진 조성에서 액체상이 처음으로 나타나는 온도를 나타내는 선이다. 액상선 위 영역은 완전히 액체 상태이며, 액상선 아래 영역에서는 고체와 액체가 공존한다. 액상선을 기준으로 액체상의 비율이 변화한다. 액상선 아래에서는 고체가 존재하고, 액상선 위에서는 고체가 완전히 녹아 액체만 존재한다. 특정 조성의 물질을 가열시킬 때 액상선에 도달하면 액체가 처음으로 생성되기 시작한다.

고상선과 액상선의 관계

고상선과 액상선은 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 이 두 선 사이의 영역은 고체와 액체가 공존하는 영역(두 상 영역)을 나타낸다. 두 선이 만나는 점은 공정점(eutectic point) 또는 공석점(eutectoid point) 등의 특수한 점을 나타낼 수 있다. 이러한 점에서는 세 가지 상(예: 고체 A, 고체 B, 액체)이 동시에 평형을 이룬다. 상평형도의 이해는 재료 과학, 금속학, 지질학 등 다양한 분야에서 매우 중요하다.