1.4.1. Термодинамические условия кристаллизации

Кристаллизация – переход из жидкого состояния в твердое. Этот процесс обусловлен изменением свободной энергии системы (энергии Гиббса): термодинамически устойчивому состоянию соответствует меньшая свободная энергия (рис. 5).

При равновесной температуре кристаллизации ТР свободная энергия жидкой и твердой фаз равны (Gж=Gт) и обе фазы могут существовать одновременно. Кристаллизация пойдет при переохлаждении жидкого металла ниже ТР, когда свободная энергия твердой фазы станет меньше свободной энергии жидкой фазы GТ<GЖ и появится G>0 (рис.5). Разность равновесной и фактической температур кристаллизацииТ=ТР–ТК называется степенью переохлаждения, обычноТ=10..30 °С.

Рис. 5. Изменение энергии Гиббса металла в жидком и твердом состоянии в зависимости от температуры