磁场条件下砷酸钠冷却结晶动力学

目前分离提纯锑冶炼过程中产生的砷酸钠的主要方法仍是结晶法。在粒数衡算方程的基础上,在模拟结晶器外,外加0.6T磁场,通过测定晶体的粒度分布,利用分离变量法求得粒数密度函数。利用优化后的ΔL定律研究砷酸钠的冷却结晶行为。结果表明,砷酸钠成核速率和生长速率在外加磁场作用下可以得到加快,使得晶体的粒度分布更加均匀。     

钼酸铵结晶成核速率研究

用酸碱质子理论解释钼酸铵结晶过程。在讨论钼酸铵成核机理的基础上，研究了不同酸化速度下四钼酸铵（ＡＱＭ）结晶的成核速率。结果表明，ＡＱＭ结晶溶液过饱和具有持续升高的特征。与晶体生长相比，成核速率的过程阶数更大。大量晶核的生成是过饱和消除的主要因素。ｐＨ＜２．５以后，降低加酸速度是控制成核速率、制取粒度粗、分布窄的ＡＱＭ晶体的关键。     

Cr^3＋电镀溶液中Cr电结晶机理

用计时电流法研究了Ｃｒ＾３＋镀液中Ｃｒ在玻璃碳电极上的电结晶机理，并根据理论导出瞬时成核和连续成核的理论模型，实验结果和理论模型的分析表明，Ｃｒ在玻璃碳电极上的沉积按瞬时成核和三维生长机理进行，其法向生长速度常数Ｋ′和混合速度常数Ｋ＾２Ｎ０随过电位的增大而明显增大。     

水平磁场下18英寸直拉硅单晶生长工艺的三维数值模拟

利用计算机模拟仿真技术对适用于生长18英寸直拉单晶硅的40英寸热场在水平磁场下的生长工艺进行三维模拟仿真计算,重点分析了不同强度水平磁场作用下熔体和晶体中的温度场分布、熔体中流场的变化及其对晶体生长固/液界面形状的影响及其变化规律,并进一步研究了不同水平磁场强度对熔体和晶体中氧杂质含量分布影响。数值模拟计算结果表明:由于外加水平磁场的引入,熔体的流动呈现完全的三维、非对称特点,从而导致熔体内的温度场、氧杂质的分布呈现明显的三维非对称特性;水平磁场强烈影响固/液生长界面下熔体的流动特性,从而显著影响熔体的固/液生长界面形状及氧杂质传输过程。     

仲钨酸铵成核期晶体生长速率研究

采用将最终产品粒度组成与生长质量速率的测试结果结合的方法研究了钟钨酸铵(APT)成核期晶体的线生长速率()和结晶速率()。试验条件下APT成核期的值为1.0～137um/min,值为1.8～16.5g/min.dm~3。提高起始WO_3和NH_4Cl浓度、增大加热强度,将使和大幅度升高。~(max)出现时间提早。过大的搅拌强度虽可减少连生体的生成,但由于面积A增大、过饱和度△C变小、以及晶体破碎加剧,将使和值下降。APT连生体的生成使成核前、后期的值分别升高和降低。破碎晶体存在的生长散布现象导致和的平均值略为下降。与WO-4~(2-)的聚合反应相比,上述因素对相变反应的影响较大。     

十二烷基磺酸钠对工业电解液镍电结晶行为的影响

运用循环伏安曲线、恒电位暂态电流-时间曲线和阴极极化曲线等电化学方法,研究了十二烷基磺酸钠对工业电解液镍电结晶行为的影响。结果表明:工业电解液体系下镍电沉积的形核长大过程为扩散控制下一步双电子传质的不可逆反应,十二烷基磺酸钠的加入不改变电沉积镍的生长机理。随着十二烷基磺酸钠含量的增大,阴极极化电位逐渐负移,当十二烷基磺酸钠含量为0.1 g/L时,阴极极化电位最负。镍电沉积过程为受扩散控制的三维形核生长模式,其形核模式为瞬时形核,十二烷基磺酸钠不改变其形核机理。     

仲钨酸铵结晶成核速率的研究

提出了仲钨酸铵（ＡＰＴ）蒸发结晶过程酸碱反应→仲钨酸根Ａ－Ｂ转变→相变的成核机理。讨论了现有直接统计的方法测定ＡＰＴ成核速率的困难。将最终产品的粒度分布数据与一定结晶时刻晶体生产质量速率的测试结果相结合，建立了ＡＰＴ成核速率的研究方法。并在研究ＡＰＴ晶体生产机理的基础上分析了大小晶粒线生产速率的差异，以及破碎、晶粒的附聚和二次成核给结果带来的可能偏差。     

NaCl-KCl-CaCl_2熔盐体系中Mg~(2+)在Mo电极上的阴极过程

采用钼电极,在973K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg~(2+)在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg~(2+)在钼电极上发生一步还原反应(Mg~(2+)+2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973K的不同方法计算的Mg~(2+)扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。     

旋转定向法测定钼合金单晶晶体取向

利用X射线衍射仪采用旋转定向法对钼合金单晶((111)晶面)样品进行晶体取向的测定,并通过计算得到晶向偏离角。本文对旋转定向法测定晶体取向的测试原理进行了详细阐释,同时对单晶样品出现不同类型谱线的原因进行讨论。结果表明:当摇摆曲线呈单峰时,说明晶面与宏观表面完全平行;当摇摆曲线呈双峰时,说明此时晶向偏离角不为0;当摇摆曲线呈多峰时,说明单晶样品内部有亚晶出现。     

初始速率法研究仲钨酸铵晶体线生长级数

应用“初始速率法”研究了仲钨酸铵(APT)晶体的线生长级数。采用不同初始钨浓度下,APT成核期晶体线生长速率最大值(L·max)和平均线生长速率(L·)作为“初始速率”,测出的APT晶体线生长级数分别为0.93和0.79。     

取向硅钢中AlN析出的动力学

利用理论计算方法系统地计算和分析了取向硅钢中AlN在不同的形核机制下的析出动力学特征,如临界形核半径、临界形核功、相对形核率以及时间-温度-析出(TTP)曲线。计算结果显示,AlN在均匀形核、晶界形核或位错形核时临界形核尺寸不变。晶界形核时,AlN的临界形核功最小,相对形核率最大,AlN沉淀析出TTP曲线鼻子点温度为1 020℃,AlN沉淀析出的形核机制主要为晶界形核。     

20MnSi中夹杂物对针状铁素体形成的影响

 通过热模拟试验对20MnSi连续冷却过程中的相变规律进行了测定,通过电石、硅钙线脱氧及热处理得到了含有晶内针状铁素体试样,利用显微硬度仪对针状铁素体聚集区进行了显微硬度的测定,利用光学显微镜对晶内针状铁素体进行了形貌观察,利用扫描电镜和能谱仪对诱导针状铁素体生成的夹杂物的性质进行了分析。结果表明,20MnSi中可以形成晶内针状铁素体的冷却速度范围为5～20 ℃/s;能够诱发针状铁素体组织形核的夹杂物主要为MnS夹杂,其次为MnO·SiO2和MnS·SiO2夹杂,并且3类夹杂物的尺寸主要在小于3 μm的区间内;MnS夹杂促进针状铁素体形核是由应力-应变能和惰性界面能等原因共同造成的;高温加热和等温保温有利于使贫锰区减弱或消失,不利于针状铁素体的形成;高熔点夹杂物有利于诱导针状铁素体的形核,复合夹杂物和镶嵌存在的夹杂物可以为针状铁素体的形核提供多个合适的形核区,有利于促进多个针状铁素体的同时形核、长大。     

AlN在Hi-B钢铁素体相中析出的形核机制

通过理论计算的方法,系统分析了AlN在Hi-B钢铁素体中的析出形核机制。结果表明,第二相AlN粒子不同析出形核机制下的临界形核尺寸随着温度的降低而降低,形核机制不同,临界形核尺寸不相同,但均匀形核和晶界形核的临界形核尺寸较为接近,同一温度条件下,位错形核的临界形核尺寸最小。第二相AlN粒子以位错形核、均匀形核、晶界形核3种形核机制形核的最快析出温度分别为1 273、1 193、1 293K。同时,温度在1 293K以下时,取向硅钢中AlN在铁素体中以位错形核为主,温度高于1 293K后,AlN的形核机制以晶界形核为主。     

NH_4Cl-NH_3·H_2O-H_2O系仲钨酸铵结晶成核级数研究

在不同初始浓度下,采用“最大成核速率法”和“成核期积分平均速率法”研究了仲钨酸铵(APT)结晶的成核级数。测出的APT结晶成核级数分别为1.88和2.15。     

关于液相形核机制的思考

通过对比经典形核理论与二步形核理论,结合第一性原理计算,引出经典形核理论的不足之处.二步形核理论认为,液相析出固态结构的过程经历了一个由液相内部局部波动(结构或浓度)而引发的簇状结构的生成,此类簇状结构一部分在随后的碰撞中分解消失,一部分相互连接而长大,而基于我们当前对形核的认识,实际形核是一个极其复杂的多步过程.     

NiAl应力诱发马氏体相变的分子动力学模拟

利用ＮｉＡｌ合金的嵌入原子势，通过分子动力学模拟方法研究了标准化学计量比ＮｉＡｌ合金中应力诱发马氏体相变的微观机理。系统径向分布函数的变化表明，模拟中发生了Ｂ２结构奥氏体逐渐转变为四方Ｌ１０结构马氏体的相变，分析了马氏体形核和长大过程中系统微观结构的变化规律。通过分析形核前后系统应变的变化过程，探讨了应力诱发马氏体形核的微观机理。     

非均质形核细化16Mn钢凝固组织

通过感应炉对比实验,考察了基于不同非均质形核理论计算所得的三类有效形核质点Ce₂O₃、ZrO₂和MgO对细化16Mn钢凝固组织的影响.结果表明:只符合点阵错配度理论判据的MgO形核质点将铸锭等轴晶率从32%提高至37%;只符合静电作用理论判据的ZrO₂形核质点将等轴晶率提高至40%;同时满足点阵错配度理论和静电作用理论判据的Ce₂O₃非均质形核质点将等轴晶率提高至44%.在上述三个非均相成核的粒子中,Ce₂O₃能最大程度细化16Mn钢凝固组织.钢中形成以上三类形核核心后,钢的原始奥氏体晶粒尺寸以及显微组织均得到不同程度细化.     

晶内铁素体的形核机理

系统地研究了MnS、CuS及其复合物附近的微区在晶内铁素体形核过程中的成分变化,未发现诱导晶内铁素体形核的MnS、CuS及其复合物附近的微区锰含量有明显的变化。夹杂物诱导晶内铁素体形核的机理是：夹杂物作为一种惰性介质具有较高的惰性界面能,它对诱导晶内铁素体形核起主要作用。夹杂物造成其附近有较高的应力-应变能,夹杂物与铁素体的错配度较小均促进晶内铁素体的形核、长大。     

Correlation between Surface Structure and Iron Nucleation in the Wustite Reduction

The effects of the orientations of surface grains on the iron nucleation process during the wustite reduction at 1073 K were studied. The orientation of grains in polycrystalline wustite was measured by applying electron backscattering patterns technique. Comparing the numbers of the formed iron nuclei in the grains with different orientations, the reactivity of iron nuclei formation was established as a function of grain orientation. The highest number of iron nuclei was observed in the grain with the orientation of (649). The nucleation behaviour was discussed based on the BCF (Burton‐Cabrera‐Frank) model of crystal growth. The step density in the surface structure of the grains was found to be the dominant controlling factor for the iron nuclei formation during the wustite reduction process.     

A molecular dynamics study of the nucleus interface structure and orientation relationships during the austenite-to-ferrite transformation in pure Fe

Molecular dynamics simulations using an embedded-atom method potential for pure iron (Fe) were performed to investigate the solid-state transformation of a body-centred-cubic phase from a polycrystalline face-centred-cubic matrix. A Kurdjumov–Sachs orientation relationship accompanied with a step-ledge disconnection structure was detected in high mobility phase boundaries of a full 3D classical and barrier-free nucleation specimen. The results imply that interface coherency is an important factor for both nucleation and growth processes, which may significantly affect the transition rate of the austenite–ferrite transformation.