Orice substanță poate fi în trei stări de agregare: solid, lichid, gazos. O tranziție de la o stare la alta, în cazul în care noul stat în noul mediu este mai stabil, are un conținut mai redus de energie.
Odată cu schimbarea condițiilor externe ale schimbărilor libere de energie pentru diferite legi complicate pentru stările lichide și cristaline. Character schimbarea energiei libere a statelor lichide și solide cu schimbarea temperaturii este prezentată în figura 1.
Figura 1 - Schimbarea liberă de energie ca funcție de temperatură
În conformitate cu acest sistem o temperatură peste substanță TS trebuie să fie în stare lichidă și sub TS - solid. La o temperatură de TS egală cu lichid și faza solidă au aceeași energie, metalul din cele două state sunt în echilibru, astfel încât cele două faze pot coexista la infinit. TS Temperatura - sau temperatura teoretică de echilibru cristalizare.
Pentru a începe procesul de cristalizare, este necesar ca procesul este favorabila termodinamic, iar sistemul a fost însoțită de o scădere a energiei libere a sistemului. Acest lucru este posibil, cu răcire TS temperatura fluidului de mai jos. Temperatura la care începe cristalizarea aproape numită temperaturoykristallizatsii reală.
Răcirea lichidului sub temperatura de echilibru cristalizare numit subrăcire, care se caracterizează printr-un grad de subrăcire (AT):
Gradul de hipotermie depinde de natura metalului, gradul de contaminare sale (metal mai pură, cu atât mai mare gradul de subrăcire), viteza de răcire (cu cât viteza de răcire, cu atât mai mare gradul de subrăcire).
Atunci când sunt încălzite, toate solidele cristaline limită clară se observă trecerea de la solid la lichid. Aceeași limită există atunci când trecerea de la lichid la solid.
Cristalizarea - este formarea rețelei cristaline în creșterea fază și cu cristale lichide a centrelor rezultate. Cristalizarea are loc în condițiile în care sistemul se duce la starea termodinamic mai stabilă cu energia liberă minimă.
Procesul de metal de tranziție din cristale lichide pot fi reprezentate prin curbele în coordonatele de timp - temperatură. Curba de răcire metal pur este prezentat în figura 2.
Figura 2 - Curba de răcire metal pur
Tteor - temperatura de cristalizare teoretică;
Tkr- temperatură de cristalizare efectivă.
Procesul de cristalizare a metalului pur. 1 este răcit la punctul metalului în stare lichidă, procesul este însoțit de o scădere treptată a temperaturii. La site-ul 1 - 2 este un proces de cristalizare însoțită de eliberare a căldurii, care se numește căldura latentă de cristalizare. Aceasta compensează dispersia de căldură în spațiu, și astfel încât temperatura rămâne constantă. După terminarea cristalizării la 2 temperatură începe din nou să scadă, metalul se răcește la o stare solidă.