solidificazione

La solidificazione è il processo di transizione dallo stato liquido a quello solido, che avviene tipicamente quando una sostanza si raffredda al di sotto del suo punto di fusione. Durante la solidificazione le particelle liquide si combinano per formare una fase solida, spesso con una rete cristallina ordinata, ma in condizioni di raffreddamento rapido può emergere una struttura amorfa o vetrosa. La solidificazione è influenzata dalla cinetica di raffreddamento, dalla composizione e dalle impurità presenti nel sistema.

I meccanismi chiave sono la nucleazione e la crescita. La nucleazione può essere omogenea (in assenza di superfici o impurità) o eterogenea (favorita da superfici, particelle o difetti). Una volta formatosi un nucleo, la crescita avviene mediante l'accrescimento della fase solida nel liquido circostante. Durante la solidificazione si rilascia calore latente e la velocità di raffreddamento e la presenza di impurezze determinano la morfologia della solidificazione, che può produrre grani equiaxiali, columnari o strutture dendritiche nei metalli.

Esiti tipici includono solidificazione cristallina, con strutture ordinate, e solidificazione amorfa o vetrosa, dovuta a raffreddamento estremamente rapido. In leghe metalliche la microstruttura risultante dipende da composizione, ordine eutettico o peritetto e condizioni di raffreddamento. In geologia, la solidificazione descrive il raffreddamento di magma o lava che porta alla formazione di rocce ignee cristalline o vetrose; in ingegneria i processi di solidificazione sono fondamentali per la fusione, la colata, la stampaggiatura e la produzione di componenti metallici.