Termodinamica della solidificazione delle leghe binarie

Lo stato stabile di un sistema binario a temperatura e pressione costanti è quello con la minore energia libera di Gibbs. La stabilità di fase può essere determinata comprendendo le fluttuazioni dell'energia libera di Gibbs nelle diverse fasi possibili con la composizione e la temperatura. Una soluzione liquida si raffredda fino alla temperatura di liquidità, provocando la separazione di una fase solida. Questa fase solida può essere un componente quasi puro, una soluzione solida con composizione simile o diversa, oppure un complesso chimico formato dalla reazione di più componenti. La composizione della fase solida in equilibrio con la soluzione liquida minimizza l'energia libera di Gibbs del sistema. Se le soluzioni liquide sono stabili in tutto l'intervallo di composizione, l'energia libera di Gibbs degli stati liquidi è inferiore a quella di qualsiasi fase allo stato solido. Al contrario, l'energia libera di Gibbs degli stati solidi è sempre inferiore a quella delle fasi allo stato liquido.