Процеси кристалізації металів
Просторові кристалічні решітки утворюються в металі в процесі твердіння, тобто при переході його з рідкого стану в тверде. Цей процес отримав назву кристалізації. Така кристалізація називається первинною, на відміну вторинної кристалізації, що у твердих металах. Перетворення, що відбуваються в процесі кристалізації, мають важливе значення, оскільки значною мірою визначають властивості металів.
Вперше процеси кристалізації були вивчені українським ученим Д. К. Черновим, який дав теоретичне обґрунтування всіх найважливіших перетворень, що відбуваються у рідкому металі під час переходу його у твердий стан. Висновки Д. К. Чернова набули практичного застосування та послужили базою для сучасного вчення про кристалізацію. Сутність цього вчення ось у чому.
У рідкому металі відбувається безперервний рух атомів. У міру зниження температури цей рух сповільнюється, атоми починають зближуватися, групуватися, утворюючи первинні кристали, які отримали назву зародків, чи центрів кристалізації. Потім відбувається зростання кристалів навколо цих центрів з допомогою атомів рідкого металу. Одночасно продовжується утворення нових центрів кристалізації. Таким чином, кристалізація складається із двох стадій: 1) утворення центрів кристалізації; 2) зростання кристалів навколо цих центрів.
Спочатку зростання кристалів не зустрічає перешкод, тому кристали, що ростуть, ще зберігають правильну форму, відрізняючись тільки орієнтуванням. Надалі рідкого металу залишається менше, а кристалів, що ростуть, — більше. Збільшуючись, кристали стикаються. У місці зіткнення кристалів зростання їх припиняється; він продовжується у тих напрямках, де немає перешкод. В результаті правильність форми зростаючихкристалів порушується. Виходять групи кристалів неправильної форми, які називаються зернами.
У зернах зберігається правильне внутрішню будову кожного окремого кристала. Застосовуючи прискорене охолодження або створюючи нерівномірне відведення тепла, отримують кристали деревоподібної форми, які називають дендритами.