Зародыш

[nucleus] — в металлургии микроскопическое образование новой фазы ~1 нм в объеме старой фазы. 3ародыш может быть твердым, жидким, газообразным. Образование зародыш означает: начало кристаллизации металла при его затвердевании; образование неметаллических включений, газовых пузырьков, химических соединений при взаимодействии элементов или веществ, диссоциации, сублимации, конденсации и т.п. 3ародыш новой фазы (капли жидкости в пересыщенном паре, кристаллики в жидкости, пузырьки пара или газа в жидкости и т.п.) становятся устойчивыми только по достижении критического размера. До критического размера существование и рост зародышей неустойчивы и сопровождаются увеличением свободной энергии. Изменение свободной энергии при образовании зародыша складывается из затраты энергии на фазовое превращение и на образование поверхности раздела:ΔG =Vρ(G₂ + G₁)/M + Sσ, где V-объем зародыша, ρ — плотность зародыша, σ — поверхностное натяжение, G₁ и G₂ — молярные свободной энергии старой и новой фазы (зародыша). При t > t_пл G₂ > G₁ и ΔG возрастает с ростом радиуса зародыша.

Изменение свободной энергии при образовании зародыша в зависимости от его радиуса.
Если t < t_пл, то ΔG < 0, и становится возможной самопроизвольная кристаллизация. При r_кр-критическом значении ΔG достигает максимума. Если вследствие флуктуации образуется зародыш с r > r_кр, то ΔG уменьшается и зародыш может существовать и расти. Критический радиус зародыша r_кр = 2σM/(G₁-G₂)ρ или r_кр = 2σt_плM/Q_плΔtr, где Q — теплота плавления. Весьма влияют на зарождение зародыша нерастворимые мелкодисперсные примеси в жидкости, т.к. работа образования зародыша на частице меньше, чем в объеме жидкости. 3ародышы сначала возникают на примесях с кристаллической решеткой, период которой отличается от периода образующихся кристаллов на < 10 — 15 % (правило П. Д. Данкова).