熱分析実験について

質問

２つの純金属で冷却曲線を作る実験をしました。
アンチモンとアルミニウムで実験を行ったのですが、アンチモンは融点で過冷却が起こりました。
しかし、アルミニウムでは過冷却は起こりませんでした。
これの理由はどうしてでしょうか?
いろいろ文献を見たのですがいまいちよくわかりません。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

kogonta31

回答ではありませんが、アンチモンの特性として、液体から個体に凝固するときに体積膨張が起こります。水から氷になるときと同じ現象です。
一般に固体のほうが液体より密度が高いため、凝固する場合は体積の現象が起こりますが、水やアンチモンは最大密度の状態が固体ではありません。

これは、液体から凝固（結晶化）する際に無秩序であった分子が、立体的に規則正しく並び換わります。しかし、水やアンチモンでは、結晶状態の分子構造より、液体のほうが分子が密に詰まっている状態になります。このときの状態変化で僅かな振動（エネルギー）などが加わると、急激な相変化を起こし凝固します。

以下は私見ですが、溶融したアンチモン液体が徐々に冷却されて凝固点以下になった状態で準安定化状態に移ったと考えます。その後、僅かなエネルギーを得て、急激に結晶化が起きたものと考えます。
一方、アルミニウムは一般の物質のように液体密度と固体密度の反転が起きず、徐々に冷却されて分子が結晶化されたものではないかと考えます。

固体物理学については全くの素人ですので、上記の考えが合っているかは地震がありません。