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本文叙述了分形理论中镍基高温合金定向凝固固-液界面研究中的应用。从分形的基本理论出发,论证了定向凝固固-液界面是一种不规则的分形结构,并用分形维数的新方法定量地描述了固-液界面和生长形态,给出了界面分形维数与凝固速率之间的关系。发现随着凝固速率的增加,固-液界面的分形维数呈指数规律增加,而且,从热力学角度对分形维数不仅仅是单纯描述不规则图形的几何参量,而是对一个依赖于凝固参数而变化的态函数做了较为 相似文献
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目的 研究强磁场下Cu-50%(质量分数)Ag合金定向凝固过程中的组织演变、固液界面形貌变化及溶质迁移行为,分析强磁场对金属凝固过程的作用机制,为强磁场下的金属材料制备提供理论借鉴和指导。方法 在不同的凝固速率与磁场条件下进行定向凝固和淬火实验,对合金的定向凝固组织、糊状区与固液界面形貌以及溶质分布行为进行考察。结果 强磁场破坏了凝固组织的定向生长,使凝固组织转变为枝晶与等轴晶共存的形貌;强磁场诱发了熔体对流,减少了糊状区中溶质的含量;强磁场改变了固液界面处的溶质分布和固液界面形貌,破坏了固液界面的稳定性。结论 强磁场通过洛伦兹力和热电磁力的共同作用,诱发了糊状区内液相的纵向环流,改变了固液界面及糊状区中的组织形貌与元素分布。 相似文献
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采用数值模拟方法研究了不同的工艺条件对多晶硅锭定向凝固过程中固液界面形状和温度梯度的影响,为优化多晶硅凝固过程的参数和有效控制定向凝固过程提供了参考依据。模拟结果表明,降埚速率越大,晶体生长速率越快,硅锭内温度梯度也随之增加,当降埚速率小于60mm/h时,固液界面始终保持凹界面;保持一定的降埚速率和冷源温度不变,改变多晶硅锭的冷却速率,坩埚内固液界面的形状基本保持不变,但冷却速率对晶锭内温度梯度的影响较明显,冷却速率越大晶锭内温度梯度越大。 相似文献
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液固相变中的界面形态选择 总被引:3,自引:0,他引:3
在凝固过程中,液固界面形态经历了从平面向胞状进而树枝晶,然后又向针状胞直至绝对稳定平界面的演泽过程。本文以理论分析与实验结果为基础,讨论了液固 界面稳定性与界面形态的关系和生长速率的影响。阐明亚快凝固段生长形成的超细柱晶组织特性及其应用前景。 相似文献
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采用布里奇曼定向凝固技术制备了NiNi3Si亚共晶复合材料,系统地研究了Ni-Ni3Si亚共晶的定向凝固组织特征。在较低的凝固速率R=3μm/s时亚共晶成分的合金为规则的层片共晶组织。随着凝固速率的增大,当R=8μm/s时,平界面失稳,在第二相的旁边出现浅胞状组织。当R=25μm/s时在析出相的旁边出现了突起的胞状组织。当R=40μm/s时由于固液界面前沿的成分过冷逐渐增大,凝固组织生长成为典型的树枝晶组织。并根据"成分过冷"判据,评估了固液界面前沿的"成分过冷"的大小,理论计算与实验结果基本吻合。此外,根据BH模型计算和比较了α-Ni相的界面生长温度和共晶界面生长温度,证明较高速定向凝固下不太可能制备出全耦合生长的共晶组织。随凝固速率的增大,一次枝晶间距减小,组织细化。 相似文献
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采用电子束悬浮区熔装置(EBFZM)制备了Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料,系统地研究了Si-TaSi+2共晶的定向凝固组织特征.当凝固速率在0.3~9.0mm/min范围内变化时,均可获得Si-TaSi2共晶自生复合材料,具有高精确取向的TaSi2纤维在硅连续基体中均匀分布.随着凝固速率的增大,TaSi2纤维的直径和平均间距减小,面密度和体积分数增大.采用零功率法考察了不同凝固速率时的固-液界面形貌.当凝固速率由0.3mm/min变化到5.0mm/min时,固-液界面经历了平界面→浅胞状界面→胞状界面→平界面的演化过程. 相似文献
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Ni,Cr,Al-TaC自生复合材料的定向凝固组织特性 总被引:1,自引:0,他引:1
本文采用高梯度定向凝固装置制备Ni TaC共晶自生复合材料。系统地研究了凝固速率对凝固组织的影响。随凝固速率增大 ,固液界面依次呈现平一胞一枝的形貌。TaC纤维增强相的平均间距和截面积随凝固速率增大而减小 ,其体积分数可在一定范围内调节。与此同时 ,随凝固速率的增大 ,γ′相形貌趋于规整 ,尺寸减小。 相似文献
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在定向凝固过程中向试样内加入纯稀土金属进行变质处理,获得了蠕墨铸铁的平界面生长试验结果;考察了磷含量和凝固速度对蠕墨铸铁液-固界面形态的影响;与同样条件下的灰铸铁试验结果相比较,阐明了蠕墨铸铁不同于灰铸铁的凝固特点,解释了含磷蠕墨铸铁易产生缩松倾向的原因。 相似文献
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Ni,Cr,Al—TaC自生复合材料的定向凝固组织特性 总被引:2,自引:0,他引:2
本文采用高梯度定向凝固装置制备Ni-TaC共晶自生复合材料。系统地研究了凝固速率对凝固组织的影响。随凝固速率增大,固液界面依次呈现平一胞一枝的形貌。TaC纤维增强相的平均间距和截面积随凝固速率增大而减小,其体积分数可在一定范围内调节。与此同时,随凝固速率的增大,γ′相形貌趋于规整,尺寸减小。 相似文献
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生长速度对Al/Al3Ni定向共晶微观组织的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
研究了当固/液界面前没 相中的温度梯度为45K.cm^-1,定向凝固Al-59.5mg.g^-1Ni的生长速度与组织及共晶间距选择范围的关系。 相似文献
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分形在梯度功能材料中的应用 总被引:9,自引:1,他引:8
对材料科学中的分形图形提取过程进行了研究,探索出一条行之有效的分形图形提取流程,用VisualC++可视化编程语言设计了分形维数计算程序,提取了Mo/β′-Sialon与Ta/β′-Sialon系梯度功能材料界面的分形,并利用分维计算程序对其分殂维数进行了计算,实验证实Mo/β′-Sialon与Ta/β′-Sialon系FGM界面存在扩散,且烧结过程为扩散控制。分形维数计算结果与实验吻合。 相似文献
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