Al-Cu-Zn合金溶质分凝的热力学模型

提出了计算多元合金溶质分凝行为的热力学模型,分析了活度法和浓度法两种计算平衡分凝因数方法的异同,应用提出的模型系统地研究了Al-Cu-Zn合金的平衡分凝因数,计算表明,活度法和浓度法的计算结果接近,溶质Cu和Zn的平衡分凝因数在凝固温度范围内随温度增加下降10％左右,Zn和Cu任何一种溶质元素的浓度增加都会降低另一种元素的平衡分凝因数,同时研究了杂质元素对三元Al-Cu基合金中Cu的平衡分凝固数的影响。

Bridgman法晶体生长中的溶质分凝与偏析

Bridgman法从1925年问世至今,已经演变出多种控制方式,成为金属定向凝固和人工晶体生长的核心技术。由于溶质分凝导致的成分偏析是Bridgman法生长固溶体型晶体材料中遇到的一个难题。本文从溶质分凝的热力学原理和溶质传输的动力学分析入手,探讨了Bridgman法晶体生长过程中溶质分凝和偏析形成的基本原理和规律。进而分析了溶质分凝与温度场的耦合关系以及对流对溶质分凝行为的影响。最后,结合CdZnTe晶体生长过程,分析了溶质分凝与偏析的控制在实际晶体生长过程的应用。

ACRT-B法生长的Mn_xCd_(1-x)In_2Te_4晶体的溶质分凝特性

研究了ACRT B法生长的Mn0 .1Cd0 .9In2 Te4晶体中界面的形状和各组元沿轴向的分布规律及其分凝因数。发现结晶界面为椭球形 ;采用理想配比生长MnxCd1-xIn2 Te4晶体 ,其4种组元并不按 (Mn ,Cd)∶In∶Te =1∶2∶4比例结晶 ,而是要重新分布 ;通过数学方法处理实验数据得到Mn ,Cd和In的分凝因数在α相区分别为 1.2 86、1.92 5 7和 0 .72 94,在 β相区则分别为1.12、1.0 5 5和 0 .985。

Al-Cu-Mg三元合金的溶质分凝与凝固进程的数值模拟研究

基于相图计算方法,耦合微观凝固模型,研究了Al-Cu-Mg合金溶质分配因数在凝固过程中的变化规律,并获得了分凝特性与固相体积分数变化的定量关系。以Al-3.9%Cu-0.9%Mg为例计算表明,Cu与Mg的溶质分配因数在凝固过程中变化较大,并且,冷却速率的变化对Cu和Mg的分配因数有较大的影响。以溶质分凝规律为基础,定量预测了Al-15.0%Cu-4.0%Mg合金在不同冷却速率下的固相体积分数随温度的变化曲线。计算表明,随着冷却速率的增大,该曲线向低固相体积分数方向移动,并且非平衡共晶的体积分数增大。其中,在6K/min下的计算结果与DTA分析结果基本一致。