Erstarrung
Aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht sind die weitausgrößte Anzahl der für die Anwendung interessanten Materialien im ‘fest’ Aggregatzustand. Dabei kann deren Ausgangszustand ein Gas, Flüssigkeit (Schmelze), ein Plasma oder ein Festkörper gewesen sein.
Der Prozess, bei dem eine Substanz aufgrund der Abnahme der Temperatur vom flüssigen in den festen Zustand übergeht und sich ihre Moleküle in einer geordneten Struktur anordnen, wird als Erstarrung bezeichnet. Während des Erstarrungsprozesse nimmt die Energie der Atome/Moleküle ab. Entscheidend für den Beginn der Erstarrung sind die dem betrachteten System zu Grunde liegende Thermodynamik und die Keimbildung an die das Kristallwachstum anschließt. Während des Erstarrungsprozesses bildet sich eine feste Anordnung der Atome/Moleküle. Diese Transformation beinhaltet oft die Bildung kristalliner Strukturen, die zu den charakteristischen Eigenschaften des festen Materials führt.