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定向凝固过程中NH₄Cl-H₂O枝晶生长的数值模拟

石玉峰许庆彦龚铭柳百成

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00642

建立了一种改进的元胞自动机模型(MCA), 通过考虑成分过冷、曲率过冷、择优取向系数、温度梯度和抽拉速度等因素, 模拟了不同温度梯度方向、不同择优取向及不同抽拉速度对柱状晶形态的影响. 模拟结果较好地刻画了温度梯度和生长方向夹角的变化对一次枝晶臂间距的影响, 不同择优生长取向的柱状晶竞争生长过程以及柱状晶尖端分叉机制. 为了验证模型的可靠性, 使用NH₄Cl-H₂O透明合金进行了定向凝固实验, 实验结果和模拟结果吻合较好.

关键词: 元胞自动机 , NH₄Cl-H₂O transparent alloy , directional solidification , numerical simulation