Unterkühlung

Flüssigbleiben einer Schmelze unterhalb ihrer Liquidustemperatur, ohne dass eine Erstarrung eintritt. Unterkühlungserscheinungen können bei rascher Abkühlung oder bei Mangel an Kristallisationskeimen auftreten.

Das Bild zeigt idealisierte Abkühlungskurven mit und ohne Unterkühlung.  Im Fall (a) erreicht die Schmelze bei der Abkühlung die Erstarrungstemperatur Ts, und es beginnt im Punkt A' die Kristallisation, die dann im Punkt A" beendet ist. Die frei werdende Schmelzwärme hält die Temperatur konstant, und erst nach vollständiger Erstarrung fällt die Temperatur wieder weiter ab.

Wenn dagegen eine Unterkühlung stattfindet, wird die Temperatur Ts unterschritten und die Schmelze gelangt in einen instabilen Zustand, wobei sie immer noch flüssig bleibt und es entsteht eine Unterkühlung ΔT, die der Differenz zwischen theoretischer und tatsächlicher Erstarrungstemperatur entspricht (b). Der Verlauf der Abkühlungskurve mit Unterkühlung erklärt sich daraus, dass die Schmelz- bzw. Kristallisationswarme erst im unterkühlten Zustand bei beginnender Kristallisation frei wird und dadurch einen Temperaturanstieg hervorruft (Rekaleszenz).

  • Bild: Abkühlungskurven einer Schmelze, a) ungestört, b) mit Unterkühlung