精密合金资料从热力学上讲，当固体从液体中出现而产生一个新的界面时，在界面处产生了一个自由能增益；竦玫淖杂赡苡氩墓烫辶Ｗ拥谋肀砘烧。精密合金资料对于如上所述的统一球体，半径为r时，自由能增益为其中，所有都有其通常的寓意，‘γ’为球面单元面积的界面自由能。体积自由能变动和界面自由能变动描述了熔体中固体体积产生时，由于这两种成分的了局而导致的整体自由能变动。

精密合金资料当r较幼时，自由能变动的总和为正。然而，当r增长时，这个和造成负的。峰值正值对应于临界半径“rc”或胚胎晶体。胚胎晶体的半径必须大于“rc”，从而使δg的自由能变动为负，胚胎晶体变得不变，成长持续进行。另一方面，精密合金资料在达到“rc”之前，自由能变动的总和依然是正的，并产生一个阻碍，故障成核和随后的成长。意图分析显示，随着温度降落，“rc”持续降落。这意味着，随着温度的降低，越来越多的胚胎晶体趋于不变，均相成核的可能性增长，允许成长过程持续进行。

由此可见，精密合金资料均匀成核前提在起头时对核的不变性并不有利，由于要使均匀成核有效，必须有相当大的过冷量。然而，在铸造厂铸造的现实情况中，熔体不必要过冷以使均匀、不变的核形成，从而起头凝固过程。这是由于，在现实铸造熔体中，凝固过程是由异相形核起头的。

精密合金资料对于非均相成核，成长的初始界面是由表来粒子[9]提供的。这种表来颗Ｄ芄焕醋员聿，也能够在熔体中形成。杂质、表来颗粒甚至结晶器壁都能提供成核所需的部门表表能。多所周知，成核所需的活化能(自由能垒)较少。因而，精密合金资料底态的存在降低了自由能势垒，有助于形成更有成长能力的原子核。这被称为非均相成核，它比均相成核[10]必要更少的活化能。