Kristalisasi

 

Kristalisasi adalah proses pembentukan kristal yang terjadi pada saat pembekuan, perubahan dari fase cair ke fase padat. Mekanisme kristalisasi terjadi melalui dua tahap, yaitu pembentukan inti (nucleation) dan pertumbuhan kristal (crystal growth).

Tahap pembentukan inti

Dalam keadaan cair (temperatur relatif tinggi dan ada cukup energi), atom-atom tidak memiliki susunan teratur tertentu, selalu mudah bergerak. Setelah temperatur mulai turun, energi atom semakin rendah dan makin sulit bergerak, serta mulai mengatur kedudukan relatifnya terhadap atom lain, mulai membentuk inti kristal dan lattice. Dengan semakin turunnya temperatur, semakin banyak atom yang bergabung dengan inti yang sudah ada atau membentuk inti baru. Setiap inti akan tumbuh menarik atom-atom lain dari cairan atau dari inti yang tidak sempat tumbuh untuk mengisi tempat kosong pada lattice yang akan terbentuk.

Tahap pembentukan butir

Setelah proses ini selesai kristal-kristal ini bergabung dan membeku dan mempunyai banyak jenis kristal yang disebut polikrastralin sedangkan kristal dalam logam yang telah membeku disebut butir dan permukaan singgung kristal-kristal tersebut disebut batas butir. Pada umumnya pertumbuhan kristal tidak merata yang artinya pertumbuhan dalam arah tertentu lebih cepat.

Pada batas butir selalu dapat distorsi baik karena pengaruhnya tegangan permukaan maupun akibat dari interaksi dengan atom-atom dan kristal tetangganya batas butir. Merupakan daerah yang penuh dengan dislokasi karenanya ia merupakan daerah yang penuh dislokasi karenanya. Daerah yang penuh dan tegangan besar butir pada logam tergantung dari laju pendinginan dan pada proses pengerjaan panas atau pengerjaan dingin sewaktu logam tersebut  dibentuk bahan dengan butir-butir yang besar kasar lebih mudah pemesinannya lebih mudah dikeraskan melalui permukaan panas dan memiliki daya hantar panas dan listrik yang lebih baik sedangkan bahan berbutir halus tidak mudah retak sewaktu didinginkan secara tiba-tiba.

Logam dengan butiran yang halus umumnya memiliki kekuatan dan keuletan yang lebih baik bila dibandingkan dengan logam berbutir kasar. Hal ini dikarenakan pada proses deformasi logam berbutir halus mempunyai kemudahan / hambatan slip yang lebih besar.