1. Kylning: Den smälta metallen måste först förlora värmeenergi. Detta kan hända genom flera metoder:
* ledning: Värmeöverföringar från metallen till en svalare yta den är i kontakt med.
* konvektion: Värme överförs genom rörelse av vätskor (som luft eller vatten) runt den smälta metallen.
* Strålning: Värme släpps ut som infraröd strålning från den smälta metallen.
2. Kristallisation: När den smälta metallen svalnar förlorar atomerna i den energi och börjar sakta ner. De förlorar sin rörelsefrihet och börjar ordna sig i en mer organiserad struktur. Denna organiserade struktur är känd som ett kristallgitter.
* kärnbildning: Små kluster av atomer, kallade kärnor, börjar bildas i vätskan.
* tillväxt: Dessa kärnor fungerar som frön, och fler atomer går med dem, vilket får kristallerna att bli större.
3. Fast tillstånd: När temperaturen fortsätter att sjunka blir kristallerna större och möter så småningom varandra. De bildar en solid struktur, med atomerna låsta på plats i kristallgitteret.
Faktorer som påverkar stelning:
* Kylningshastighet: En snabbare kylningshastighet resulterar i mindre kristaller.
* Föroreningar: Föroreningar i den smälta metallen kan störa kristalltillväxten och påverka den slutliga strukturen för det fasta ämnet.
* Tryck: Trycket kan påverka metallens smältpunkt, vilket påverkar stelningsprocessen.
Exempel:
* casting: Smält metall hälls i en form och får stelna, skapa en önskad form.
* Svetsning: Molten metall används för att förena två metalldelar tillsammans.
* frysning: Metaller kan också frysa vid extremt låga temperaturer.
Sammanfattningsvis: Molen metall stelnar genom en process med kylning, kristallisation och bildning av en fast struktur med atomer låsta på plats inom ett kristallgitter. Denna process kan påverkas av faktorer som kylhastighet, föroreningar och tryck.
