定向凝固晶粒竞争生长研究进展

对定向凝固过程中不同取向晶粒竞争生长的理论、实验及模拟等三方面研究工作进行了评述。通过比较分析发现,现有经典理论模型在一定程度上可以解释某些晶粒竞争生长行为,但实验观测及计算模拟之中也发现了众多与现有理论预测不一致的结果,且由于体系维度、枝晶形貌及凝固条件上的差异,不同的观测结果之间存在较大差异,对晶粒竞争生长规律目前还没有达成共识,更无相关定量化判据。综合现有研究结果,进一步系统考察各种因素对晶粒竞争生长的影响规律是本领域发展的重要方向,对工业进步及凝固理论科学的发展都将具有重要意义。

凝固方式对界面前沿溶质扩散场的影响

以丁二腈-丙酮合金为研究对象,采用Mach-Zehnder光学显微干涉仪对其定向凝固平界面前沿非稳态溶质扩散场的演化行为进行了定量研究,通过水平定向凝固和垂直定向凝固方法,分析了不同凝固方式对界面前沿溶质场分布的影响。结果表明:水平定向凝固时,自然对流的存在,使固液界面首先在重力方向上失稳,固液界面不是垂直的平界面而是呈现为一个楔形的曲面,生长时溶质容易富集于楔形固液两相区;垂直定向凝固时,界面向上生长的溶质扩散边界层厚度要小于界面向下生长的溶质扩散边界层厚度,分别为0.6 mm和1.0 mm左右,界面前沿的溶质场分布与Warren-Langer溶质纯扩散模型的预测值相差较大,却比较接近林鑫等所发展的考虑对流作用下的溶质再分配半解析数值模型预测值。

膀胱镜活检10例病理误诊分析

目的 对在膀胱活检小标本中出现低诊断和过诊断问题进行病理形态学分析。方法 复习我院存档的膀胱活检病例共 382例。结果 有 10例 (3 1% )为误诊病例 ,其中 2例旺炽型腺性膀胱炎过诊断为移行细胞癌 ;8例移行细胞癌低诊断为良性病变 ,其中诊断腺性膀胱炎 4例 (1例为原位癌 ,3例为早期浸润癌 ) ,乳头状瘤 2例 (均为乳头状移行细胞癌Ⅰ级 ) ,内翻性乳头状瘤 1例 (为伴有内翻性生长的乳头状移行细胞癌 1级 ) ,上皮增生 1例 (原位癌 )。结论 ①腺性膀胱炎与癌最易混淆 ;②泌尿道上皮良恶性病变的形态学鉴别诊断主要依靠细胞的异型性和有 /无上皮内中层以上的核分裂象 ;

定向凝固发散双晶的竞争生长研究

采用SCN-1.7%Eth(质量分数)透明模型合金,应用自制的晶粒择优取向角度可控的透明模型合金双籽晶试样盒,对定向凝固中双晶竞争生长的微观组织演化进行了实时观察,研究了二维条件下,抽拉速率和晶粒取向对发散晶粒竞争淘汰的影响.结果表明,对于发散双晶,随抽拉速率的提高,择优取向晶粒淘汰非择优取向晶粒的速度变慢,其主要原因在于,抽拉速率增大会减小一次枝晶间距并降低择优取向晶粒一次臂新增频率;当择优取向晶粒优先生长方向与热流方向不完全一致时,在特定抽拉速率下,择优取向晶粒由于受到型壁的制约,最终亦可能被淘汰.

激光重熔熔池凝固组织的实时观察研究

采用透明模型合金丁二腈-2.0%(质量分数)乙醇(SCN-2.0%Eth),实时观察了在单晶基材(001)晶面上进行激光重熔时,扫描方向偏离基材[100]晶向不同角度时熔池内枝晶生长的演化过程.研究发现,当沿平行[100]晶向的方向进行扫描时,熔池最后演变为[010]枝晶列和[01ˉ0]枝晶列平行对称生长;当扫描方向与[100]晶向的夹角为20°时,整个熔池呈现不对称振荡生长模式,即一侧一直呈[01ˉ0]枝晶列生长,另一侧呈[100]枝晶列和[010]枝晶列相互竞争交替生长;当扫描方向与[100]晶向的夹角达45°时,熔池一直呈现为[100]枝晶列和[01ˉ0]枝晶列相互垂直生长.根据枝晶择优生长准则,建立了一个描述熔池内枝晶生长行为的模型,很好地解释了实验结果.结果表明,熔池内凝固组织受熔池形态和基材晶体取向共同影响.

液相对流对定向凝固胞/枝晶间距的影响

采用类金属透明模型合金丁二腈-1.8wt%丙酮(SCN-1.8wt%Ace)合金,研究了平行于生长界面前沿的液相对流对定向凝固胞/枝晶生长行为及胞/枝晶间距的影响.对于胞晶生长,在液相对流作用下,其尖端将会出现分岔,使得胞晶间距减小,并且液相对流流速越大,胞晶尖端分岔越明显,胞晶组织越细小,胞晶间距越小.至于枝晶生长,其生长行为与胞晶不同.当抽拉速度较小时,液相对流作用下枝晶两侧三次臂的生长速度将会超过枝晶尖端生长速度,形成新的枝晶列,使得枝晶一次间距减小,并且液相对流流速越大枝晶一次间距越小;当抽拉速度较大时,液相对流作用下迎流侧二次臂生长发达,且会抑制上游枝晶生长,使得枝晶一次间距增大,并且液相对流越强枝晶一次间距越大.