nucleációs

Nukleációs jelenség az anyagok fáziseltolódásának kezdeti szakasza, amikor egy új fázis magvai, vagyis nukleuszok, kezdenek kialakulni a meglévő anyagban. Ezek a magvak meghatározzák a későbbi növekedés sorsát: ha elérik a kritikus méretet, stabilan növekedhetnek, ellenkező esetben feloldódhatnak.

Két fő típusa különböztethető meg. Homogén nukleáció akkor történik, amikor a magvak tiszta anyagban keletkeznek felületi segítség nélkül. Heterogén nukleáció pedig olyan helyeken zajlik, mint a felületek, szennyeződések vagy más fázisok határai, ahol a húzó energia alacsonyabb, így a folyamat gyakran gyorsabb.

A kritikus mag mérete és a nukleációs ráta döntő fontosságúak. A kis magok gyakran feloldódnak, míg a kritikus méretet elérve stabilan nőhet a kristályos vagy más új fázis. A ráta függ a túltelítettségtől vagy a supercoolingtól, a fajlagos felületi energiától, a hőmérséklettől és a szennyeződésektől.

Az elméleti keretben a klasszikus nukleációs elmélet (CNT) a térfogati energia kedvező hatását és a felületi energia költségét vizsgálja, hogy megbecsülje a magok számát és a gyakoriságot. A nukleációt gyakran megfigyelik olyan technikákkal, mint a mikroszkópos figyelés vagy szórási módszerek, amelyek közvetlen vagy indirekt jelzéseket adnak a folyamat intenzitásáról.

Az alkalmazások között szerepel a kristályosodás és a fázisátalakulások irányítása az anyagtudományban és az ötvözetekben, polimerek kristályosítása, élelmiszeripari textúra– és stabilitástervezés, valamint meteorológiai felhőalapú képződés és gyógyszeripari kristályforma kiválasztása.