Mechanizm krystalizacji metali

Krystalizacją nazywamy proces przejścia ze stanu ciekłego w stan stały, w czasie, którego następuje krzepnięcie ciekłego metalu w postaci kryształów. Procesowi temu towarzyszy zmniejszenie się energii swobodnej układu. w przypadku gdy temperatura ciekłego metalu spadnie nieco poniżej temperatury krystalizacji czyli temperatury równowagi faz; ciekłej i stałej.

W procesie krystalizacji wyodrębnia się dwa elementarne procesy: tworzenie się zarodków krystalizacji oraz wzrost tych zarodków.

Obydwa te procesy przebiegają jednocześnie, a ich wynikiem jest utworzenie się kryształów. Ze względu na warunki pojawiania się zarodków krystalizacji rozróżnia się zarodkowanie homogeniczne i heterogeniczne. W przypadku zarodkowania homogenicznego, zarodkami krystalizacji są grupy atomów fazy ciekłej, stanowiące zespoły bliskiego uporządkowania. Muszą one osiągnąć wielkość krytyczną, co na ogół wymaga dużych przechłodzeń. W przypadku zarodkowania heterogenicznego, powstawanie zarodków następuje na powierzchniach fazy stałej stykającej się z cieczą. W tym przypadku krystalizacja przebiega przy znacznie mniejszym przechłodzeniu niż w zarodkowaniu homogenicznym.