唐玲
,
李双明
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
采用垂直向下的高梯度定向凝固装置,研究了有热溶质对流的Al-38.5%Cu(质量分数,下同)过共晶合金中定向凝固组织变化.结果表明:热溶质对流造成界面前沿的溶质成分(Cu元素)沿轴向减少.在定向凝固速率为5 μm/s,合金溶质成分减少到37%Cu以下时,合金定向凝固组织中,初生θ-Al2Cu相会消失,组织变为全耦合生长的共晶组织.合金凝固的固相分数(fs)≥0.49时,组织变为全耦合生长共晶组织所对应的溶质成分的理论计算结果与实验结果相吻合.
关键词:
Al-38.5％Cu过共晶合金
,
定向凝固
,
热溶质对流
,
微观组织
李强
,
莫春立
,
康秀红
,
李殿中
,
钱百年
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.01.024
为了能够更好地控制凝固过程热和溶质的传输,以二元合金为例,研究了在单边散热条件下,不同界面换热系数和密度对热溶质对流的影响.研究表明:当材料密度一定时,随着界面换热系数的提高,沿散热方向上的温度梯度增大,热溶质对流的效果增强;当界面换热系数为1 000 W/(m2·K)时,在凝固初期铸件底部出现涡流现象;在界面换热系数不变的情况下,随着材料密度的增加,铸件内液体金属的热溶质对流效应减弱.
关键词:
热溶质对流
,
凝固
,
界面换热系数
,
数值模拟
彭德林
,
安阁英
金属学报
研究了亚共晶二元Ａｌ－Ｌｉ合金垂直向上定向凝固期间热溶质对流共晶生长的影响, 结果表明, 晶体生长初期, 对流对共晶生长影响较小, 能够获得规则的共晶组织, 当存在非稳定性对流时, 在生长方向上, β相（ＡｌＬｉ）呈非连续的短棒结构；在水平方向上, β相呈波形排列, 并且还发现, 非稳定性对流中存在着最不稳定波, 且这种波对共晶生长上的影响最强烈, 它使共晶组织粗大, 并且迎着流体流动方向生长.
关键词:
热溶质对流
,
null
彭德林
,
安阁英
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2000.10.003
研究了亚共晶二元Al-Li合金垂直向上定向凝固期间热溶质对流对共晶生长的影响.结果表明,晶体生长初期,对流对共晶生长影响较小,能够获得规则的共晶组织.当存在非稳定性对流时,在生长方向上,β相(AlLi)呈非连续的短棒结构;在水平方向上,β相呈波形排列.并且还发现,非稳定性对流中存在着最不稳定波,且这种波对共晶生长的影响最强烈,它使共晶组织粗大,并且迎着流体流动方向生长.
关键词:
热溶质对流
,
共晶生长
,
定向凝固
,
Al-Li合金
王同敏
,
姚山
,
张兴国
,
金俊泽
,
M Wu
,
A Ludwig
,
B Pustal
,
A Bührig-Polaczek
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.06.005
基于Eulerian-Eulerian方法和体积元平均技术,建立了模拟等轴球晶凝固过程的液、固、气三相流模型.液、固两相处理成相互分离、相互扩散的介质,气相与液、固两相只存在热量及动量的相互作用,三相(凝固前)作为自由流体共享一个统一的压力场.分别求解三相的质量、动量、溶质、热焓守恒方程;相间的热量交换和摩擦拖拽以及液/固界面上的溶质再分配和凝固潜热释放,通过定义对应守恒方程的源项和交换项而加以考虑;另外,单独求解一个晶粒密度守恒方程.晶粒的形核生长(相变)也加以模型化并体现在对应的源项中,模型中所用的密度定义为溶质与温度的函数,因此可综合考虑热溶质对流、晶粒运动及凝固收缩所引起的补缩流动.凝固过程的体积收缩及补缩流动将体现在气/液自由表面的波动上.
关键词:
热溶质对流
,
补缩流
,
晶粒运动
,
三相流
,
数值建模
殷利迎
,
介万奇
,
王涛
,
周伯儒
,
杨帆
,
查钢强
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.04.001
为了优化用温度梯度溶液法(TGSG)生长ZnTe晶体时的生长界面,设计了一种由莫来石圆筒及其内部的圆柱形石墨芯组成的安瓿支撑结构.用有限元的方法数值模拟了这种支撑结构对生长过程中各种传输现象及生长界面形貌的影响.模拟结果显示,晶体生长开始时,溶液内存在上下两个顺时针方向的涡流.随后,靠近生长界面的涡流很快消失,远离生长界面的涡流逐渐缩小,并向溶液顶部移动.生长界面前的对流消失后,ZnTe溶质以扩散形式向生长界面传输.生长界面最开始为凸界面,待生长至晶锭总长度的1/3处时转为平直界面,之后转为凹界面.生长界面深度始终明显小于未采用本支撑结构时的生长界面,也没有出现生长界面的分段现象.这样的生长界面将有利于提高ZnTe晶体的单晶率及结晶质量.
关键词:
ZnTe
,
晶体生长
,
温度梯度溶液法(TGSG)
,
数值模拟
,
生长界面
,
热溶质对流
