铸件凝固组织形成的计算机模拟

综述了近年来国内外在铸件凝固组织形成的计算机模拟方面所建立的理论模型以及利用各种数值计算技术所取得的模拟成果。     

连续冷却快速凝固过程中相组成的计算模型

基于平面流铸快速凝固过程的牛顿冷却方式假定和过冷熔体中的枝晶生长理论，提出了凝固相重量分数计算的物理模型和数学计算方法。该模型可对快速凝固过程中不同相的过冷度，晶体的生长速度以及最终的相组成进行半定量的计算和预测。Ni31.5Al68.5合金条带的快速凝固过程的计算结果和试验测定数据有较好的吻合。     

磁场作用下的金属凝固研究进展

磁场作用下的金属凝固已成为金属材料基础研究和开发制备新技术的重要领域.综述了交变/旋转磁场、直流磁场作用下金属凝固的研究历史及现状,运用电磁学及金属凝固原理,揭示了磁场对凝固组织形貌及凝固过程产生的影响及主要机制,并对以后的理论研究工作提出了建议.     

定向凝固过程的热分析

本文用热分析方法测定了DZ3合金试板定向凝固的冷却曲线,并计算出定向凝固过程的G、R和G/R比值,结果得出:在距结晶器高度80～120mm处,G和G/R比值出现凹坑,枝晶粗化,性能降低,但大于120mm后,G、G/R比值和持久寿命有所回升,枝晶变细。     

多组元合金的凝固热力学原理

以发展多元多相合金的凝固理论为目标,探讨了多组元合金自由能描述方法及其凝固过程的热力学平衡条件。多组元合金的自由能是由各组成元素的自由能、原子的组合排列引起熵的变化决定的理想混合自由能和由原子间交互作用引起的附加自由能三部分决定的。其中附加自由能的描述是难点,通常通过实验结果的拟合获得。固相的析出条件可通过自由能最低的热力学原理预测,而固相和液相成分的相关性则可通过化学位相等的热力学原理计算。在实际应用中,可以借鉴相图计算方法进行凝固过程的热力学分析,进而获得相图精细结构的数值计算结果。以Al Mg Si合金为算例,进行了三元合金热力学平衡条件的分析。以该热力学平衡条件计算结果为基础,引入对固相和液相中扩散过程的分析,则可实现多组元合金凝固路径的预测。     

快速凝固耐热铝合金及其进展

简述了耐热铝合金及其制备工艺，并介绍了耐热铝基复合材料及机械合金化，喷射成型等新工艺的进展。     

凝固界面前沿颗粒行为的研究进展

对凝固界面前沿颗粒被推斥或被吞没行为的热力学、动力学判据进行了综合评述,探讨了影响颗粒行为的动力学参数,认为从动力学角度而言,颗粒行为主要取决于颗柱所受相互对立的两种类型力的平衡关系,进而介绍了利用外场力控制凝固界面颗粒行为设想的可行性。     

熔体过热对Sb-Bi合金凝固组织的影响

以Sb-4.6%Bi合金为研究对象,在限定其它因素保持不变的情况下,考察了熔体过热温度对凝固过程的影响。,实验结果发现,随着熔体过热温度的提高,合金形过冷度增大,凝固组织显著细化,研究表明,熔体过冷倾向是熔体结构状态的一个必然反映,熔体结构状态随温度发生变化是导致合金结晶过冷度发生明显的变化的原因,随着过热温度的提高,Sb-4.6%Bi合金晶粒显著细化,其原因是经过热处理的合金熔体在较大的过冷度下凝固。     

单相合金快速凝固组织形成原理及应用

回顾了固液界面形态稳定性理论,分析了单相合金快速凝固组织形成的原理,最后介绍了快速凝固技术的最新应用。     

非掺半绝缘GaAs单晶的垂直梯度凝固生长

研究了非掺ＧａＡｓ半绝缘单晶的液封垂直梯度凝固法（ＶＧＦ）生长技术,解决了Ｓｉ沾污和Ｃ浓度的控制问题,得到了直径２英寸非掺半绝缘低位错单晶。测试表明：该单晶的位错密度较ＬＥＣ单晶下降近一个数量级,电学参数与ＬＥＣ单晶类似,接近国个ＶＧＦ单晶的的参数指标。     

电磁场作用下半固态合金熔体流动行为对凝固组织的影响

电磁场技术在半固态合金加工中的应用促进了制备工艺的开发和创新,也为获得高质量的半固态合金制品提供了保障.电磁场引起的半固态合金熔体流动状态和性质对合金元素传输、晶粒长大、温度场分布、凝固组织等均有重要影响.主要综述了电磁场对半固态合金流动行为的影响、数值模拟技术在解析半固态合金流动行为中的应用等方面的研究进展,并结合笔...     

最大熵产生原理在非平衡凝固中应用

近年来,最大熵产生原理在物理、化学、生物等领域得到广泛应用,被认为是描述非平衡体系演化的普适性原理;其核心思想是孤立非平衡耗散体系演化总是选择最短路径,以使体系尽可能快地向平衡态演化。非平衡凝固技术在工业生产中应用日益广泛,凝固理论研究却仍集中于近平衡过程;最大熵产生率原理在非平衡凝固中的应用,可推动非平衡凝固理论的发展,进而促进凝固理论的工业应用。总结了近年来最大熵产生原理在非平衡凝固中的应用,包括二元合金非平衡凝固界面动力学模型及多相场模型、多元合金非平衡凝固界面动力学模型、平界面稳定性分析及自由枝晶生长模型。对建立这些模型的热力学过程和相应的数学方法进行了详尽的描述。最后对最大熵产生原理的研究前景进行了展望。     

铸件凝固温度场的外节点直接差分法计算及几个影响因素的研究

本文以外节点直接差分法,建立了铸件凝固温度场的数值模拟模型。考虑到在微机上实现,采用了显式格式,为了缩短计算时间,采用了异步时间步长计算,并对边界节点的潜热处理做了讨论。结合外节点法的特点,设计一种节点领域的控制方法和相应的自动剖分软件。以由本文建立的数值模拟模型开发出的铸件温度场及缩孔、缩松预测软件为工具,对若干影响因素作了研究。     

三层交换技术的原理及应用

三层交换技术的组成部分包括有路由功能和二层交换技术,在三层交换的VLAN划分下,直接将网络通过子网内的线速交换及其子网之间的线速路由来达到线速通信。本文现就三层交换技术的原理及应用进行了简单探讨,并提出了自己的意见及其建议。     

垂直梯度凝固法生长半绝缘GaAs单晶的工艺研究

在国产三温区VGF单晶炉上,研究了非掺GaAs半绝缘单晶的液封垂直梯度凝固法生长技术。讨论了引晶、坩埚设计与质量、PBN坩埚的剥落、B2O3的水份控制等因素对单晶生长的影响,基本解决了VGF的工艺问题。通过多炉生长,得到了Φ2″=VGF非掺半绝缘低位错全单晶。     

最大熵原理及其应用

从熵的概念出发,简要介绍熵这一重要概念的发生、发展历史,论述熵极大原理,对离散、连续及无约束、约束不同条件量大熵原理的应用给出理论基础。通过在具体例子当中应用最大熵原理,展示原理的适用场合及使用方法。     

定向凝固技术的研究进展与应用

定向凝固技术是制备具有单一取向要求的凝固组织和高性能材料的重要方法,是研究凝固理论和新型材料的重要手段。在介绍定向凝固技术原理的基础上,评述了传统定向凝固技术的发展及存在的弊端,简述了几种新型定向凝固技术,以及它们在制备新材料中的应用。     

熔体过热对镍基高温合金凝固组织及性能的影响研究

基于对镍基高温合金熔体结构的认识,选择合适的熔体过热温度、过热时间和浇注温度,熔体过热处理可有效改善镍基高温合金的凝固组织并提高合金的力学性能.本文介绍了国内外熔体过热对镍基高温合金凝固组织及力学性能的研究进展.     

Cr3+:LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及其特征研究

用坩埚下降法技术，选用同成分化学计量的铌酸锂为初始原料，在合适的生长速度(1-4mm／h)与温度梯度(20～30℃／cm)下成功地生长出了无宏观缺陷、掺杂不同Cr^3 离子浓度的铌酸锂单晶。测定了晶体的吸收光谱。Cr^3 离子在晶体中以三价态存在，沿着生长方向晶体中Cr^3 离子的含量逐步减少。用顺磁共振谱(EPR)研究了晶体中Cr^3 离子的格位情况，结果表明Cr^3 离子取代Li与Nb两种格位。测定了晶体的发射光谱并研究了发射强度随吸收强度的变化关系。     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.