各向异性界面动力学对深胞晶生长形态稳定性的影响

本文采用匹配渐近法和多重变量法,基于深胞晶生长的定常解,在考虑了各向异性界面动力学后,导出胞晶界面扰动振幅变化率满足的色散关系式及界面形态满足的量子化条件,研究在各向异性界面动力学的影响下定向凝固过程中深胞晶生长界面形态的稳定性.结果表明,考虑了各向异性界面动力学的深胞晶体生长的定向凝固系统包含两种整体不稳定机制:整体振荡不稳定机制和低频不稳定机制.通过稳定性分析发现,低阶近似下各向异性界面动力学对整体振荡不稳定机制有着显著影响,随着各向异性界面动力学参数的增大,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体振荡不稳定区域减小.同时,界面动力学各向异性参数对系统整体波动不稳定性的影响随着界面动力学参数的增大而增大.

CVD-ZnS胞状生长现象对材料结构与性能的影响

采用化学气相沉积法(CVD)制备大尺寸ZnS晶体(CVD-ZnS),利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析对CVD-ZnS内部的胞状结构进行表征,表明胞状生长现象能改变CVD-ZnS材料内部的晶粒生长方向、分布方式,但对材料内部的物相、元素分布并未造成显著影响;通过对胞状物密集区的光学均匀性检测,分别为2.71×10^-5和2.85×10^-5,均方根值分别为6.46×10^-6和4.98×10^-6,正常区域的样品光学均匀性为9.53×10^-6,均方根值为1.51×10^-6,表明胞状物的存在会降低CVD-ZnS材料的光学均匀性;采用三点弯曲法测试材料弯曲强度,四组弯曲强度数据表明CVD-ZnS正常区的弯曲强度明显高于CVD-ZnS胞状物密集区。

单晶铜线材晶粒演化过程的元胞自动机法模拟

对单晶连铸生产单晶铜线材的生产过程中晶粒演化过程进行模拟.可跟踪显示晶体转变过程,定量预测晶粒形貌和晶粒度,得到工艺参数之间的合理匹配,进而通过改变工艺参数,获得理想的显微组织.通过分析单晶连铸的生产工艺过程建立数学物理模型,使用CA法模拟出了单晶铜组织演变过程和各个工艺因素对演变结果的影响.并将模拟结果与实验结果进行了比较分析.模拟结果显示:各个晶粒在生长时由于不同晶面上的择优生长,最后形成取向为〈100〉的单晶组织;连铸速度对固液界面的形状、位置和晶粒淘汰过程的影响较大,其他条件对演变影响不显著.

不同凝固条件下共晶Si生长界面稳定性及分枝生长

通过OM、SEM、EBSD等技术分析了不同凝固条件下共晶Si的生长行为。结果表明:共晶Si存在从平界面→胞状晶→树枝晶的转变过程。同一个共晶(团)晶粒的Si相和α相都不是单晶体。Al、Si两相共生生长过程中,共晶α可通过重复形核、亚晶界以及小角度晶界来调整生长位向以满足两相耦合生长的要求。

含有易挥发元素的Eu2PdSi3光辐射悬浮区熔法晶体生长

新型磁盘存储材料Eu_2PdSi_3单晶制备由于Eu的挥发问题一直是一个难点。本文采用光辐射加热悬浮区熔法尝试制备了Eu_2PdSi_3单晶。采用标准化学成分配比制备给料棒,制备出的Eu_2PdSi_3晶体为胞状晶,分析是由于熔区成分发生变化,发生成分过冷导致胞状组织;采用给料棒成分调整法成功生长出大块Eu_2PdSi_3晶体。研究发现,采用3 MPa循环Ar气并不能完全抑制Eu在高温下的挥发,继续增大保护气体的压强配合给料棒成分调整,有利于解决Eu元素的挥发问题。

各向异性表面张力对深胞晶界面形态稳定性的影响

应用匹配渐近展开法和多变量展开法研究各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶界面形态稳定性的影响,通过寻找定向凝固系统的模式解获得了深胞晶界面形态满足的量子化条件.结果表明,与各向同性的定向凝固系统中深胞晶界面形态稳定性比较,考虑各向异性表面张力的定向凝固中深胞晶生长界面形态也有两种整体不稳定性机制:整体波动不稳定性和低频不稳定性.随着各向异性表面张力的增加,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体波动不稳定性的不稳定区域减小,中性模式产生弱振荡的胞晶结构的低频不稳定性的不稳定区域增加.

钴铬镍合金铸造过程的边界条件和胞晶生长

采用ProCAST软件计算和实验对钴铬镍合金真空吸铸充型-凝固转变过程进行了研究。拟合分析了钴铬镍合金浇铸件的温度场和冷却速度规律,利用胞枝晶生长理论对实验结果进行了分析。结果表明,采用阶梯状铸件较好地拟合了合金铸件的温度分布及冷却速度规律。随着铸件厚度减小和铸件冷却速率增加,过冷度和晶胞生长速度增大,尖端半径减小,胞晶间距减小。

界面动力学参数对深胞晶界面形态整体波动不稳定性的影响

研究界面动力学对定向凝固中深胞晶形态稳定性的影响.应用多重变量法和匹配渐近法,通过寻找系统的模式解,导出了胞晶界面扰动振幅的变化率满足的色散关系,得到了界面形态的量子化条件.结果表明,考虑了界面动力学参数的深胞晶生长的定向凝固系统有两种整体不稳定性机制,整体振荡不稳定机制和低频不稳定性.稳定性分析表明,界面稳定性参数ε与胞晶相对参数λ_(0)有关,低阶时界面动力学参数M_(*)越大,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体波动不稳定性的稳定区域越大.

δ－网分形指纹及其在图像匹配中的应用

将随机机制引入元胞自动机，建立了若干自组织过程的随机元胞自动机模型；编制了Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的通用元胞自动机程序，成功模拟了粒子扩散、沙堆崩塌、分形凝聚、晶体生长等动态过程．

各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶生长的影响

利用匹配渐近展开法和多变量展开法求出定向凝固深胞晶生长的浓度场和界面形态的全局渐近解,研究各向异性表面张力对定向凝固深胞晶生长的影响.结果表明,各向异性表面张力对定向凝固过程深胞晶生长有显著的影响.随着各向异性表面张力增大,胞晶前端部分浓度减小而胞晶界面收缩;胞晶根部的浓度增大而界面曲率增大或根部的曲率半径减小,各向异性表面张力使得深胞晶界面振幅增加.本文结果能够计算定向凝固过程中深胞晶生长的浓度、界面形态.