Как происходит образование кристаллов у чистых металлов?

Образование кристаллов у чистых металлов происходит следующим образом:

1. При понижении температуры в жидком металле начинают образовываться мелкие кристаллы — центры кристаллизации (или зародыши). 2
2. Вокруг этих образовавшихся центров начинают расти кристаллы. 2
3. По мере роста кристаллов в жидком металле продолжают возникать новые центры кристаллизации. 2

Для начала роста центров необходимо уменьшение свободной энергии металла, в противном случае зародыш растворится. 3 Минимальный размер способного к росту зародыша называется критическим размером, а зародыш — устойчивым. 3

Переход из жидкого состояния в кристаллическое требует затраты энергии на образование поверхности раздела жидкость — кристалл. 3 Процесс кристаллизации будет осуществляться, когда выигрыш от перехода в твёрдое состояние больше потери энергии на образование поверхности раздела. 3

Объём жидкой фазы, в которой образуются кристаллы, уменьшается. 3 После кристаллизации 50% объёма металла, скорость кристаллизации будет замедляться. 3