גרעון הומוגני
גרעון הומוגני מתאר היווצרות ספונטנית של גרעיני גביש ישירות בתוך נתך טהור ללא כל משטח זר. לשם כך הנתך חייב להתקרר מאוד מתחת לנקודת ההיתוך, לעתים קרובות 100 עד 300 קלווין מתחתיה. בפרקטיקת ריתוך מקרה זה כמעט לא קורה, כי אמבט הנתך תמיד מספק מספיק גרעינים זרים לגרעון הטרוגני הרגיל (על משטחים זרים).
מנגנון פעולה פיזיקלי-כימי
בתוך מתיכה הומוגנית נעים האטומים ללא סדר. בעת הקירור נוצרות באקראי קבוצות קטנות של אטומים שקובעות את המבנה הגבישי. קבוצות אלו מתפרקות בדרך כלל מיד, מכיוון שהמשטח שלהן עולה באנרגיה. רק כאשר המתיכה מקוררת מאוד, גדלים חלק מהגרעינים הללו. הקירור הנדרש הוא לרוב בין 100 ל-300 קלווין מתחת לנקודת ההיתוך. היווצרות גרעינים הומוגנית דורשת אפוא מחסום אנרגיה גבוה ומתרחשת רק במתיכות טהורות מאוד, נטולות חלקיקים.
רלוונטיות מטלורגית וסיכונים בריתוך
באמבט הריתוך יש תמיד משטחים זרים: שולי התפר, קרומי תחמוצת, שאריות אבקת ריתוך, יסודות סגסוגת. על משטחים אלו נוצרים גרעיני גביש בקלות רבה יותר, מכיוון שאנרגיית הפאזה הגבולית יורדת. לכן ההתמצקות מתרחשת כמעט תמיד באופן הטרוגני. היווצרות גרעינים הומוגנית מתרחשת רק במתיכות נקיות במיוחד, למשל בריתוכים מיוחדים בוואקום. סיכון: אם היווצרות גרעינים הומוגנית בכל זאת מתרחשת, האמבט מתמצק בבת אחת לאחר קירור חזק. גזים שהיו מומסים לפני כן אינם יכולים להימלט יותר ויוצרים נקבוביות. בנוסף נוצרים מאמצים עצמיים גבוהים בגלל קפיצת הנפח הפתאומית.
פרקטיקה בסדנה והנחיות פעולה
השוליה לא יכול להשפיע ישירות על היווצרות גרעינים הומוגנית, אבל הוא יכול להפוך אותה לבלתי סבירה. לשם כך הוא דואג לגרעינים זרים רבים באמבט ההיתוך: להוסיף חומרי זריעה כמו טיטניום או אלומיניום, להשתמש בתוספי ריתוך עם תחמוצות או קרבידים מפוזרים דק. חלקיקים אלו פועלים כגרעינים ומתחילים את ההתגבשות כבר בקירור מועט. כך נוצר מבנה עדין ועמיד ללא נקבוביות. אל תשאיר את אמבט ההיתוך נוזלי זמן רב מדי ללא צורך והימנע מטוהר יתר של החומרים, אם אין מאחוריו יישום מיוחד.