臨界晶核和表面自由能的關係

臨界晶核半徑：當晶胚的半徑r<臨界晶胚半徑時，晶胚不能成晶核當晶胚的半徑r>臨界晶胚半徑時，晶胚穩定下來成為晶核當晶胚的半徑r=臨界晶胚半徑時，晶胚可能成為晶核，也可能消失。可知，過冷度△T增大時，臨界晶胚半徑減小，所需要的結構起伏小，晶核形成容易。

臨界形核功：形成臨界晶核時，體積自由能的降低只能抵償表面能增加的2/3，另外1/3表面能的增加則需要形核功來提供。形核功由液體中的能量起伏提供。能量起伏是形核的必要條件之三。增大過冷度，臨界形核功減小，所需能量起伏小，有利於形核。

形核率與過冷度的關係：形核率：單位時間單位體積液相內形成的晶核數目。當過冷度≥臨界過冷度時，才可能形核。形核率先是隨著過冷度增加而增加，超過極大值後，隨過冷度增大而減小。金屬的凝固傾向極大，一般在達到極大值前，已經凝固完畢。

形成臨界晶核時對應的形核功為臨界形核功。 臨界形核功 當晶胚在臨界半徑形核時，系統的總自由能最高，隨r增大，自由能降低，可以自發進行。