nucleasjonskilde

Nukleasjonskilde er en kilde eller et sted hvor en ny fase begynner å dannes i et system som er metastabilt, for eksempel et overmettet eller underkjølt væske eller løsning. Begrepet brukes bredt i kjemi, fysikk og materialvitenskap for å beskrive hvor og hvordan nukleasjon oppstår, og kan være naturlig eller fremkalt.

Nukleasjon deles ofte inn i to hovedtyper: homogen nukleasjon, som skjer i bulk uten påvirkning av overflater eller fremmede partikler, og heterogen nukleasjon, som skjer ved eksisterende kjernesteder som overflater, defekter, partikler eller kontakter. Heterogene kildepunkter reduserer energibarrieren for dannelsen av en kritisk kjerne, noe som gjør at nukleasjonen kan komme i gang ved lavere grad av supermetting eller underkjøling sammenlignet med homogen nukleasjon. Vanlige nukleasjonskilder i materialer inkluderer dislokasjoner, korngrenser og andre krystalldefekter, inkomster (inclusioner), samt overflater og grenseflater.

Nukleasjonskilder har stor betydning for prosessering og egenskaper. Antallet og fordelingen av kjernesteder styrer hvor raskt krystaller vokser, hvilket form og størrelse kornene får, og dermed mekaniske egenskaper som styrke og duktilitet. I væsker kan kildepunkter til kjerne dannelsen av is eller bobler kontrollere titelen på fasdannelse ved avkjøling eller oppvarming, som for eksempel i krystallisering eller komplekse væskeprosesser.

Teoretisk sett beskrives nukleasjon gjennom nukleasjonsteori, som forklarer hvordan energibarrierer og drivkrefter som underkjøling og supersaturasjon påvirker nucleasjonsraten. Fakta atheterogene kilder senker energibarrieren er sentralt for å forstå og kontrollere prosesser innen materialvitenskap, geologi og kjemisk ingeniørkunst.