Solidificação

Solidificação é a transição do estado líquido para o sólido, provocada pela remoção de calor. Em metais e ligas, cerâmicas, polímeros e soluções, o líquido se transforma em sólido pela liberação do calor latente de solidificação durante o resfriamento.

O processo envolve nucleação e crescimento de cristais. A nucleação pode ser homogênea (ocorre no interior do líquido) ou heterogênea (facilitada por impurezas, contornos de molde ou inclusões). O super-resfriamento favorece a nucleação; velocidades de resfriamento mais altas produzem cristais menores e padrões diferentes, como estruturas dendríticas.

Em ligas, existe uma faixa de temperaturas entre a liquidus e a solidus, na qual sólido e líquido coexistem na zona de fusão. A microestrutura resultante depende da composição, do ritmo de resfriamento e de adições inoculantes, que influenciam o tamanho, a distribuição de grãos e a textura da peça.

Aplicações e impactos da solidificação são centrais na fundição de metais, na fabricação de cerâmicas cristalinas e na cristalização de polímeros semicristalinos. Defeitos comuns incluem porosidade, segregação de elementos e tensões residuais decorrentes da contração durante a solidificação. O controle da taxa de resfriamento, da inoculação e das condições de moldagem permite ajustar propriedades mecânicas, ductilidade e qualidade dimensional das peças.