Что происходит с кристаллом процессора при его перегреве?

Соль поваренная кристалл над вами смеётся. Судить о материаловедении этого кремния даже из Сколково глупо, АМД его знает...

Выгорают контакты-транзисторов. Он фактически сгорает

Если кристалл перегревается неравномерно, то сапфировая подложка лопнет: она сделана по технологии КНС ("кремний, т. е. сам процессор, на сапфире"). Такое случается при перекосе теплового контакта с теплоотводом — монокристалл сапфира может только взорваться из-за своей колоссальной прочности.

Если теплоотвод равномерный, то процессор будет работать до температуры минимум 250 Ц — именно при такой температуре ускоренно определяют его срок службы (он, естественно, выводится из строя) — дело в том, что повышение температуры на каждые 7 Ц сокращает срок службы в 2 раза приборов на основе кремния (для германия энергия активации разрушения составляет 10 Ц).

Вот для ускорения проверки на отказ это и используется: повышаем температуру относительно типичных 100 градусов (раньше это было 60...75) на 140 градусов и получаем 240. В 140 градусах имеем 20 раз по 7 градусов, что означает, что срок службы сокращается в 2²⁰ = миллион раз. Значит, если типичный срок службы составляет миллион часов, то при такой температуре он выйдет из строя за 1 час. Это позволяет устраивать такие испытания для каждой партии.

Насчет полимеризации. К кристаллам этот термин неприменим — он же не на ЖК (жидких кристаллах) собран?

прогорают связи и элементы на кристале а потом физ разрушение