فلزات مایع

فلز مایع، فلز یا آلیاژ فلز است که در دمای اتاق یا نزدیک آن مایع باشد. تنها فلز بنیادی مایع پایدار در دمای اتاق جیوه ( Hg ) است که در بالای − ۳۸٫۸ درجه سانتیگراد ( 234. 3 K، −۳۷٫۹ درجه فارنهایت ) ذوب می شود. سه فلز بنیادی پایدارتر دقیقاً بالاتر از دمای اتاق ذوب می شوند: سزیم ( Cs ) ، که دارای نقطه ذوب ۲۸٫۵ درجه سانتیگراد است. گالیم ( Ga ) ( 30 درجه سانتیگراد ) ؛ و روبیدیوم ( Rb ) ( 39 درجه سانتیگراد ) . فلز رادیواکتیو فرانسیوم ( Fr ) احتمالاً نزدیک به دمای اتاق نیز مایع است. محاسبات پیش بینی می کند که فلزات رادیواکتیو کوپرنیسیم ( Cn ) و فلروویوم ( Fl ) نیز باید در دمای اتاق مایع باشند.
آلیاژها در صورت تشکیل یوتکتیک می توانند مایع باشند، به این معنی که نقطه ذوب آلیاژ از هر فلز سازنده آلیاژ کمتر است. فلز استاندارد برای ایجاد آلیاژهای مایع قبلاً جیوه بود، اما آلیاژهای پایه گالیم، که هم از نظر فشار بخار در دمای اتاق و هم از نظر سمیت پایین تر هستند، به عنوان جایگزینی در کاربردهای مختلف استفاده می شوند.
سیستم های آلیاژی که در دمای اتاق مایع هستند، ( هدایت حرارتی آنها بسیار بالاتر از مایعات غیر فلزی معمولی است ) ، این امکان را به فلز مایع می دهد تا انرژی را از منبع گرما به مایع منتقل کند. همچنین رسانایی الکتریکی بالاتری دارند که اجازه می دهد مایع توسط پمپ های الکترومغناطیسی کارآمدتر پمپ شود. این منجر به استفاده از این مواد برای کاربردهای خاص هدایت گرما یا اتلاف می شود. یکی دیگر از مزایای سیستم های آلیاژ مایع، چگالی بالای ذاتی آنهاست.
ویسکوزیته فلزات مایع بسته به ترکیب اتمی مایع، به ویژه در مورد آلیاژها، می تواند بسیار متفاوت باشد. به طور خاص، وابستگی ویسکوزیته به درجه حرارت فلزات مایع ممکن است از وابستگی به قانون استاندارد آرنیوس، تا وابستگی بسیار تندتر ( غیر آرنیوس ) مانند آنچه به صورت تجربی توسط معادله وگل - فولچر - تامان داده شده است، متغیر باشد. یک مدل فیزیکی برای ویسکوزیته فلزات مایع، که این تنوع بزرگ را از نظر فعل و انفعالات اساسی بین اتمی را ضبط می کند، نیز توسعه داده شده است.
مقاومت الکتریکی یک فلز مایع را می توان با استفاده از فرمول Ziman تخمین زد، که این مقاومت را برحسب «فاکتور ساختار استاتیک مایع» نتیجه می دهد که می تواند توسط اندازه گیری های پراکندگی نوترون یا اشعه X تعیین شود.
پس از حذف اکسیدها از سطح بستر، بیشتر فلزات مایع بیشتر سطوح فلزی را خیس می کنند. در دمای اتاق، فلزات مایع اغلب واکنش پذیر و محلول در برابر سطوح فلزی هستند، هرچند برخی از فلزات جامد در برابر حمله فلزات مایع معمولی مقاوم هستند. به عنوان مثال گالیوم برای تمام فلزات به جز تنگستن و تانتالوم که دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی هستند، خورنده است، مقاومت در برابر خوردگی تنگستن و تانتالوم بیشتر از نیوبیم، تیتانیوم و مولیبدن و … است.