纳米Al_2O_3颗粒对纯Fe液诱导凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法模拟了不同半径大小的纳米Al2O3颗粒夹杂在三个温度下(1750、1730和1710K)对纯Fe液的诱导凝固过程,并分析了作为诱导核心的纳米Al2O3颗粒的结构演变及其对Fe原子体系的凝固过程的影响.发现在诱导过程中,纳米Al2O3颗粒的内部保持较好的晶型结构,仅表面原子有结构变形;诱导凝固的Fe原子主要为面心立方(fcc)和密排六方(hcp)原子;纳米Al2O3颗粒的尺寸越大,发生诱导凝固的温度越高;诱导凝固得到的Fe晶体的晶格取向受纳米Al2O3颗粒在Fe液中的漂移程度影响.

水解反应诱导凝固成型制备莫来石陶瓷坯体

根据pH值对硅溶胶分散氧化铝浆料稳定性的影响及机理,用一种免脱气水解反应诱导原位凝固成型技术制备了莫来石陶瓷坯体。在pH值为2.0左右,制备得到Al2O3固相体积分数为55%、粘度小于1.0Pa·s符合莫来石化学计量组成的硅溶胶分散氧化铝浆料,利用尿素的自水解反应,将浆料的pH值从2.0调节到5.0,实现浆料的原位凝固成型,浆料无须脱气处理,可成型得到抗折强度为5.14MPa、显微结构致密均匀的莫来石素坯。

Al液诱导凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学(molecular dynamics,MD)方法模拟了嵌入不同半径(0.37~2.4 nm)固态Al晶核的Al液诱导凝固过程.结果表明,体系临界温度和嵌入晶核半径的倒数呈线性关系,符合吉布斯-汤姆森(Gibbs-Thomson,G-T)效应,得到的G-T系数Γ为1.4×10^-7K·m,体材料熔点Tm^bulk为(985.36±11.25)K.借助Γ计算出固液界面能为(140.35±9.05)mJ/m^2,与通过毛细波动法获得的149 mJ/m^2比较接近,再次证实了Turnbull的实验值(93 mJ/m^2)较低.外推得到诱导凝固失效半径为0.91 nm,此时体系温度已达到临界温度极限值.在该极限值下,体系可以自发形核,孕育时间呈现随机性,微观结构表现为不稳定的层错互相交织.在有效晶核尺寸范畴内,孕育时间随嵌入晶核半径的增大而增加,长大速度却随半径的增大而降低,微观结构是稳定的lamellar结构.

实现锡凝固点的新方法

本文介绍了采用外部吹冷气和中心阱用金属棒冷却相结合的诱导凝固技术,实现锡凝固点的新方法。该新方法实现的锡凝固点与国家基准锡凝固点温度之差小于1mK。实验证明,新法具有操作简单且能获得很平坦的温坪等优点。