Процеси на кристализация на метали
Пространствените кристални решетки се образуват в метала по време на втвърдяването, т.е. по време на прехода му от течно към твърдо състояние. Този процес се нарича кристализация. Такава кристализация се нарича първична, за разлика от вторичната кристализация, която се наблюдава в твърдите метали. Трансформациите, които се случват по време на кристализация, са от голямо значение, тъй като те до голяма степен определят свойствата на металите.
За първи път процесите на кристализация са изследвани от българския учен Д.К. Изводите на Д. К. Чернов са получили практическо приложение и са послужили като основа за съвременната теория на кристализацията. Същността на това учение е следната.
В течен метал има непрекъснато движение на атоми. При понижаване на температурата това движение се забавя, атомите започват да се приближават, групират, образувайки първични кристали, които се наричат ядра, или кристализационни центрове. Тогава около тези центрове растат кристали за сметка на атомите на течния метал. В същото време продължава образуването на нови кристализационни центрове. По този начин кристализацията се състои от два етапа: 1) образуване на кристализационни центрове; 2) растеж на кристали около тези центрове.
Първоначално растежът на кристалите не среща препятствия, така че нарастващите кристали все още запазват правилната форма, различавайки се само по ориентация. В бъдеще ще има по-малко течен метал и повече нарастващи кристали. Докато растат, кристалите се сблъскват. В точката на контакт на кристалите растежът им спира; продължава в тези посоки, където няма препятствия. В резултат на това правилната форма на растекристалите са счупени. Получават се групи от кристали с неправилна форма, наречени зърна.
Зърната запазват правилната вътрешна структура на всеки отделен кристал. Чрез прилагане на ускорено охлаждане или чрез създаване на неравномерно разсейване на топлината се получават кристали с форма на дърво, наречени дендрити.