A1-Cu—Ce合金的二次枝晶间距和粗化机理

对Al-Cu-Ce合金的实验表明,在凝固过程中,二次枝晶发生粗化,生长速度、温度梯度和铈含量都影响枝晶间距和粗化。枝晶粗化过程是在相邻二次枝晶臂的中部首先交粗、相遇和粘连,然后,粘合、并从中部向二次枝晶的根部和顶部扩展。粘合的驱动力是枝晶总的固液界面积减小。文中给出了一个描述一般凝固过程中的枝晶粗化模型。     

Bridgman-Stockbarger法定向凝固温度场的数学模型

本文提出了描述Bridgman-Stockbarger法定向凝固温度场的数学模型。它为如何设计最佳性能的装置以及如何定量地控制和确定实验的工艺条件提供了理论依据。本模型的计算结界与实验值之间得到了很好的吻合。     

电场作用下Sn-5%Bi合金的胞晶生长

本文研究了直流电场作用下Sn-5%Bi合金的胞晶生长。实验结果表明,电场提高了胞晶生长的稳定性,改变胞晶生长形态,显著减少胞晶间距。提出了电场造成上述结果的作用机理。     

定向凝固温度场的实验研究

本文研究了Bridgman—Stockbarger法定向凝固的温度场。着重研究了有限长试样从下向上凝固时,固液界面上的温度梯度和生长速度的变化,装置的环境温度分布,试样轴向温度分布以及提高温度梯度的方法。实验发现,有限长试样的中间部分凝固时的工艺条件是稳定且可控的。在炉底部安装一个内径很小的加热圈是提高温度梯度最有效的方法。     

电场对Al—Cu共晶片间距的影响

在电流密度为1136A/cm~2的情况下,考察了直流电场对Al—Cu共晶片间距的影响。实验结果表明,电场使片间距减小。分析表明,这是由以下三个方面的原因引起的:(1)电场使共晶两相中的其中一相在另一相上形核并长大;(2)电场使相转变所需的驱动力减少;(3)电场使层片缺陷可以向片间距减小的方向运动。     

温度梯度和外力场作用下的固液界面分配系数

本文从理论上分析了固液界面溶质分配系数与温度梯度和外力场的关系。结果表明,在温度梯度或外力场作用下,固液界面分配系数将偏离平衡分配系数值。     

电场作用下的枝晶间距

本文提出了在直流电场作用下一次枝晶间距Z_1和最初形成的二次枝晶间距Z_(20)的理论表达式,并在定向凝固条件下用Sn—12％Bi合金进行了实验验证。实验与理论得到了定性的吻合。对Z_1,理论值比实验值大一些,对Z_(20),理论值则比实验值小一些。分析表明,这是由于所选物性值不准确造成的。