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液态亚共晶Al-4.5%Si合金中定向枝晶生长与组织调控
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作者 王昕 王建元 翟薇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1938-1951,共14页
采用高温端上升式Bridgman定向凝固实验技术,在0.1~100μm/s跨三量级宽速域生长条件下,系统研究亚共晶Al-4.5%Si合金的组织形态演变机制,实现从平面晶到胞晶再到枝晶的全过程组织调控。当液相温度梯度保持200 K/cm恒定时,发现固液界面... 采用高温端上升式Bridgman定向凝固实验技术,在0.1~100μm/s跨三量级宽速域生长条件下,系统研究亚共晶Al-4.5%Si合金的组织形态演变机制,实现从平面晶到胞晶再到枝晶的全过程组织调控。当液相温度梯度保持200 K/cm恒定时,发现固液界面失稳的临界生长速度为0.43μm/s,而发生胞枝晶转变的生长速度阈值是3.3μm/s。理论计算揭示出组成过冷(Composition supercooling,CS)区分布范围是2.6~10mm,相应的最大过冷度为2~193.8 K,而实际糊状区长度在2.8~6.2 mm区间变化。实验结果表明,定向枝晶生长模型Kurz-Giovanola-Trivedi(KGT)能够合理预测初生α(Al)枝晶顶端半径、顶端温度和顶端成分,而Hunt一次枝晶间距模型和Kurz-Fisher二次分枝间距模型均与实测结果相一致。初生α(Al)枝晶间的(α(Al)+Si)共晶生长机制定性地符合Jackson-Hunt(JH)经典共晶生长理论。 展开更多
关键词 生长 共晶生长 定向凝固 固液界面 显微组织调控
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静电悬浮下铌异质形核及枝晶生长
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作者 王艳秋 郑福 +1 位作者 陆潇晓 孙志斌 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期1333-1346,共14页
采用无容器静电悬浮实验技术,对纯度99.7%和99.95%铌材料的过冷程度和形核凝固机制进行了系统研究。通过经典形核理论分析测量和计算得到材料样品在形核和凝固过程的热物理参数和热动力学参数。实验结果统计分析表明:铌样品的最大过冷度... 采用无容器静电悬浮实验技术,对纯度99.7%和99.95%铌材料的过冷程度和形核凝固机制进行了系统研究。通过经典形核理论分析测量和计算得到材料样品在形核和凝固过程的热物理参数和热动力学参数。实验结果统计分析表明:铌样品的最大过冷度为455.7 K,临界过冷度约为739 K。系统分析并计算得到铌样品最大概率形核过冷度、指前系数、成核活化能、固液界面自由能和关键晶核尺寸。样品的枝晶生长速度与过冷度呈幂函数关系,在过冷度454 K时,枝晶生长速度达到42.1 m/s。考虑非等温条件下界面能的各向异性对自由枝晶生长的影响,理论预测结果与实验获得实验结果一致。 展开更多
关键词 液态铌 异质形核 生长 形核凝固机制 无容器静电悬浮
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高温合金定向凝固过程中枝晶生长与溶质对流数值模拟 被引量:1
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作者 张勇佳 周建新 +3 位作者 殷亚军 沈旭 计效园 李文 《精密成形工程》 北大核心 2023年第10期13-20,共8页
目的针对高温合金叶片在定向凝固过程中容易出现雀斑缺陷,从而导致叶片报废的问题,对定向凝固枝晶生长与溶质对流进行模拟研究,以揭示雀斑缺陷的形成规律。方法针对CM247LC合金定向凝固过程,采用相场模型模拟凝固过程枝晶生长,采用格子B... 目的针对高温合金叶片在定向凝固过程中容易出现雀斑缺陷,从而导致叶片报废的问题,对定向凝固枝晶生长与溶质对流进行模拟研究,以揭示雀斑缺陷的形成规律。方法针对CM247LC合金定向凝固过程,采用相场模型模拟凝固过程枝晶生长,采用格子Boltzmann模型模拟溶质浓度差引起的自然对流。采用基于双重网格的GPU并行算法对相场-格子Boltzmann模型进行数值求解。研究在不同晶体取向角度与取向差条件下的枝晶形貌、对流速度及溶质羽流的演变规律。结果当晶体取向角度不同时,在枝晶生长过程中,液相区域的平均对流速度均表现为周期性变化。当晶体取向角度较大时,随着晶体取向角度的变大,一次枝晶臂间距变大。当枝晶间存在晶体取向差时,溶质羽流倾向于在发散型晶界附近发起;随着晶体取向差的增大,溶质羽流发起时间提前。溶质羽流的形成阻碍了枝晶尖端及附近枝晶侧臂的生长。结论晶体取向角度对溶质羽流形成的影响较小,较大的晶体取向差对溶质羽流的形成有促进作用。 展开更多
关键词 高温合金 定向凝固 生长 溶质对流 相场模拟
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翠冠梨秋接花枝技术
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作者 钱丽萍 赵贤生 +2 位作者 汪培鸿 吴梅娟 何丹 《果树实用技术与信息》 2024年第5期9-11,共3页
秋接花枝就是在秋季适宜的温湿度条件下,采用高接技术,把当年发育良好的有效花枝嫁接到目标枝条上,实现第2年正常开花、结果、抽枝的目的。不仅能克服多种原因引发的产量下降,还能调节因枝条分布不均造成的结果不平衡,从而实现丰产稳产... 秋接花枝就是在秋季适宜的温湿度条件下,采用高接技术,把当年发育良好的有效花枝嫁接到目标枝条上,实现第2年正常开花、结果、抽枝的目的。不仅能克服多种原因引发的产量下降,还能调节因枝条分布不均造成的结果不平衡,从而实现丰产稳产。秋接花枝在不影响原有树形骨架的前提下,增加第2年花芽量的同时还能增加生长枝量,实现全树均匀分布枝条,为侧枝、结果枝组培养和更新提供了新的选择,从而达到调整和完善树形的目的,有助于标准化树形的建立和推广。 展开更多
关键词 正常开花 生长枝 翠冠梨 树形 丰产稳产 高接技术 均匀分布 温湿度条件
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锂金属电池枝晶生长及其抑制机理 被引量:1
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作者 陈远亮 袁兴平 +6 位作者 何翠萍 苟清懿 杨妮 谢刚 张克宇 姚耀春 侯彦青 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3812-3827,共16页
锂金属被认为是锂电池负极材料最理想的选择之一,具有较高的理论容量(3860 mA∙h/g)和最低的负还原电位(−3.040 V(vs SHE))等优点。然而在充电过程中易在负极表面生长出锂枝晶,导致电池短路和降低电池利用效率。尽管大量研究已获得了枝... 锂金属被认为是锂电池负极材料最理想的选择之一,具有较高的理论容量(3860 mA∙h/g)和最低的负还原电位(−3.040 V(vs SHE))等优点。然而在充电过程中易在负极表面生长出锂枝晶,导致电池短路和降低电池利用效率。尽管大量研究已获得了枝晶的有效抑制方法,但枝晶生长和抑制机理仍不明确。本文系统讨论了锂金属负极材料表面枝晶生长机理以及表面特性、电化学性质对枝晶生长的影响机理。首先基于相场法建立了锂枝晶生长模型,并通过实验验证了模型的准确性;然后结合数学模型和电化学实验,研究了枝晶初始成核间距、表面能各向异性强度、界面电化学驱动力等因素对锂枝晶生长的影响规律。结果表明:小的初始成核间距和低界面能各向异性强度均可降低负极锂金属沉积表面粗糙度,从而抑制锂枝晶生长;锂枝晶生长受界面电化学驱动力影响,降低成核过电位可有效抑制锂枝晶生长。 展开更多
关键词 锂金属电池 生长 相场模型 初始成核间距 表面能各向异性强度 界面电化学驱动力
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重力驱动的自然对流下hcp金属枝晶生长的相场-格子玻尔兹曼方法研究
6
作者 吴孟武 田冰辉 +2 位作者 张昂 郭志鹏 熊守美 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第6期1629-1643,共15页
开发了一种耦合并行-自适应网格划分算法的相场-格子玻尔兹曼方法来模拟hcp金属的等轴和柱状枝晶生长,重点讨论了重力驱动的自然对流以及自然对流与强制对流耦合对枝晶生长的影响。模拟结果表明,二维情况下的hcp金属枝晶在重力驱动的自... 开发了一种耦合并行-自适应网格划分算法的相场-格子玻尔兹曼方法来模拟hcp金属的等轴和柱状枝晶生长,重点讨论了重力驱动的自然对流以及自然对流与强制对流耦合对枝晶生长的影响。模拟结果表明,二维情况下的hcp金属枝晶在重力驱动的自然对流下呈现非对称生长,同时揭示了溶质偏析和溶质羽流的演化过程。研究得出,溶质羽流的形成是由枝晶的溶质阻塞和熔体流动时溶质传输之间的竞争决定的。引入适当的强制对流可以消除溶质羽流的形成并抑制枝晶尖端溶质浓度的局部波动。研究还发现,重力驱动的自然对流丰富了hcp金属3D枝晶形貌的多样性。 展开更多
关键词 生长 相场 对流 hcp金属 溶质羽流
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锌-空气电池的枝晶生长机理及抑制
7
作者 尤祥 何翠萍 +5 位作者 陈远亮 王建国 杨妮 田林 谢刚 侯彦青 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1625-1635,共11页
由于锌-空气电池拥有较高的理论能量密度(1086 W·h/kg)以及阳极活性物质锌具有丰富易得、成本低等优点而成为广受关注的二次电池。但锌-空气电池的锌阳极还存在枝晶生长、形变、析氢自腐蚀等问题,特别是锌枝晶生长对锌-空气电池的... 由于锌-空气电池拥有较高的理论能量密度(1086 W·h/kg)以及阳极活性物质锌具有丰富易得、成本低等优点而成为广受关注的二次电池。但锌-空气电池的锌阳极还存在枝晶生长、形变、析氢自腐蚀等问题,特别是锌枝晶生长对锌-空气电池的循环寿命影响较大。本文首先基于电化学相场理论建立锌-空气电池枝晶生长模型,并应用模型研究充电时间、各向异性强度及电解液温度对锌枝晶形貌和生长高度的影响规律。最后设计了提升电解液温度、流动电解液、脉冲充电等实验来验证理论模拟。结果表明:锌枝晶的生长主要受扩散和传质过程控制,抑制锌枝晶生长的最佳电解液温度为343.15 K,最佳电解液流速为40mL/min,最佳脉冲充电方式为静置5 s、正向脉冲10 s、静置5 s、反向脉冲10 s。 展开更多
关键词 锌-空气电池 模拟生长 抑制生长
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激光沉积修复DD5合金的枝晶外延生长控制与显微组织特征 被引量:2
8
作者 卞宏友 徐效文 +3 位作者 刘伟军 王蔚 邢飞 王慧儒 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期130-142,共13页
采用DZ125高温合金粉末对DD5合金进行激光沉积修复,通过正交试验的方法,研究了激光功率、扫描速度和送粉量对单道单层沉积区枝晶外延生长的影响,实现了沉积区枝晶外延生长的控制。在此基础上,进行单道多层沉积修复试验,分析测量了单道... 采用DZ125高温合金粉末对DD5合金进行激光沉积修复,通过正交试验的方法,研究了激光功率、扫描速度和送粉量对单道单层沉积区枝晶外延生长的影响,实现了沉积区枝晶外延生长的控制。在此基础上,进行单道多层沉积修复试验,分析测量了单道多层沉积区的显微组织和硬度。结果表明:较低的热输入量和送粉量可显著提高沉积区枝晶外延占比;当激光功率为420 W、扫描速度为6 mm/s、送粉量为1.5 g/min时,单道单层沉积区枝晶外延占比约为100%。单道多层沉积区中下部为平面晶、沿沉积方向外延生长的柱状晶,顶部为等轴晶;沉积区γ′相不均匀地分布在γ相中,枝晶间区域的γ′相尺寸大于枝晶干区域的γ′相尺寸;沉积区底部短棒状MC碳化物沿枝晶间分布,且Ta元素含量较高;沉积区顶部的小块状以及八面体状MC碳化物随机分布。DD5合金基体平均显微硬度为425 HV_(0.5),沉积区平均显微硬度略高于基体,为449 HV_(0.5);与沉积区中部相比,沉积区底部和顶部的显微硬度略高,沉积区底部显微硬度最高。 展开更多
关键词 DZ125高温合金 DD5单晶合金 激光沉积修复 晶外延生长 显微组织
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不同定干处理对‘阿森泰克’苹果树体生长发育的影响
9
作者 王欢欢 王久照 +1 位作者 姜继元 陈奇凌 《北方园艺》 CAS 北大核心 2024年第15期33-39,共7页
以三年生‘阿森泰克’苹果幼树为试验材料,采用不同短截方法,针对主干延长枝的不同粗度,研究不同短截处理对苹果树主干长度、主干粗度、主干延长枝长度及主干延长枝粗度增长率、萌芽率、成枝力等性状的影响,找出最适短截方法,以期为苹... 以三年生‘阿森泰克’苹果幼树为试验材料,采用不同短截方法,针对主干延长枝的不同粗度,研究不同短截处理对苹果树主干长度、主干粗度、主干延长枝长度及主干延长枝粗度增长率、萌芽率、成枝力等性状的影响,找出最适短截方法,以期为苹果幼树高纺锤形树形快速培养提供参考依据。结果表明:短截程度越大,枝条萌芽率和短枝率越低、成枝力和中长枝率越高;对7~10 mm(不包括10 mm)的主干延长枝而言,T1处理对其主干长度、主干粗度、主干延长枝长度及粗度的增长有明显的促进作用,T2和T3处理出现了一定的负面效果,对10~13 mm(不包括13 mm)和13~16 mm(不包括16 mm)的主干延长枝进行短截处理后发现,T6和T9处理分别对其主干长度、主干粗度、主干延长枝长度及粗度增长率的促进作用最强;主成分分析后的排名显示,主干延长枝粗度为7~10 mm(不包括10 mm)时,T1处理排名第1位,粗度为10~13 mm(不包括13 mm)时,T6处理排名第1位,粗度为13~16 mm(不包括16 mm)时,T9处理排名第1位。综上所述,主干延长枝粗度为7~10 mm(不包括10 mm)时,1/4短截处理效果最好,主干延长枝粗度为10~16 mm(不包括16 mm)时,1/2短截处理效果最好。 展开更多
关键词 苹果 短截处理 主干生长 主干延长生长 主成分分析
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修枝促接干对泡桐枝生长动态影响的研究 被引量:6
10
作者 王保平 李吉跃 +4 位作者 孙志强 文瑞钧 乔杰 茹广欣 李宗然 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2005年第5期609-614,共6页
为揭示修枝促接干影响泡桐枝叶干相对生长关系的效应,在造林后第3年对5种处理(4种处理和对照CK)泡桐的枝基径(Db)和基部断面积(Sb)(包括单枝、冠层和全株)的年生长动态进行测定分析,并采用Richards函数进行模拟.结果表明:①在修枝促接... 为揭示修枝促接干影响泡桐枝叶干相对生长关系的效应,在造林后第3年对5种处理(4种处理和对照CK)泡桐的枝基径(Db)和基部断面积(Sb)(包括单枝、冠层和全株)的年生长动态进行测定分析,并采用Richards函数进行模拟.结果表明:①在修枝促接干时保留下层3~6枝为适宜的留枝量,这可使上冠层接干枝的Db和Sb年生长量分别达12.16~12.25 cm、117.550~120.786 cm2,同时使下冠层的Db年生长量不致过大、而其冠层Sb年生长量达107.748~113.291 cm2,从而使其全株Sb年生长量达228.535~230.841 cm2,均明显高于CK和其它处理,其Sb总量亦达287.907~294.535 cm2,稍高于CK.②各处理各枝指标的年生长动态均可用Richards函数进行可靠描述,并分别确定了最大年生长量(A)、最大连日生长量(AGRmax)、平均连日生长量(Am)、速生期(T)、生长期(Dg)和速生点、速生期开始时间和结束时间等生长参数,通过分析修枝促接干对各枝指标各生长参数的影响得出,在修枝促接干时保留下层3~6枝可使各枝指标年生长的速生期和生长期相对较长,并使其Db生长的AGRmax(或Am)和A在上冠层达到最大,较CK分别高230.76%~240.19%、234.93%~245.46%,而在下冠层则不致过大;同时使其Sb生长的AGRmax(或Am)和A与CK相比在上冠层分别高70.69%~78.78%、35.85%~41.38%,在下冠层分别高105.43%~127.17%、143.46%~155.86%,在全株分别高61.95%~76.02%、81.38%~85.22%. 展开更多
关键词 泡桐 接干 生长动态
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枝晶生长的数值模拟 被引量:19
11
作者 朱鸣芳 陈晋 +1 位作者 孙国雄 洪俊杓 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期583-587,共5页
对朱、洪已发展的一种微观尺度cellularautomaton(CA)模型做了进一步改进.在改进的模型中用二元合金的Gibbs-Thomson方程建立固/液界面的平衡关系.考虑了动力学和表面能各向异性对枝晶择优生长方向的影响.应用改进的模型模拟了不同择优... 对朱、洪已发展的一种微观尺度cellularautomaton(CA)模型做了进一步改进.在改进的模型中用二元合金的Gibbs-Thomson方程建立固/液界面的平衡关系.考虑了动力学和表面能各向异性对枝晶择优生长方向的影响.应用改进的模型模拟了不同择优取向的单枝晶在过冷熔体中的自由生长、定向凝固过程中柱状晶的竞争生长以及等轴晶的演变过程.模拟结果表明,改进后的模型成功地模拟出各种不同择优取向的单枝晶和多枝晶的生长形貌. 展开更多
关键词 生长 数值模拟 CELLULAR automaton模型
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用相场方法模拟纯物质等轴枝晶生长 被引量:22
12
作者 张玉妥 李殿中 +2 位作者 李依依 庞维诚 丁彦明 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期589-591,共3页
采用相场模型模拟了纯物质凝固过程的等轴枝晶演化,并针对各向异性模数为4的金属镍进行了二维数值模拟、计算了正方形区域过冷熔液中的等轴枝晶生长,在相场方程中采用均匀网格的一般显示有限差分方法求解。
关键词 相场方法 生长 数值模拟 凝固
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强制对流作用下镁合金枝晶生长的相场法数值模拟 被引量:20
13
作者 袁训锋 丁雨田 +1 位作者 郭廷彪 胡勇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1474-1480,共7页
基于Wheeler等提出的纯扩散相场模型,针对hcp晶系镁合金建立耦合温度场、溶质场和流场的相场模型,研究强制对流作用下镁合金凝固过程中单枝晶和多枝晶的生长行为。结果表明:在流速为17.19m/s的垂直强制对流作用下,流体逆流侧3个方向的... 基于Wheeler等提出的纯扩散相场模型,针对hcp晶系镁合金建立耦合温度场、溶质场和流场的相场模型,研究强制对流作用下镁合金凝固过程中单枝晶和多枝晶的生长行为。结果表明:在流速为17.19m/s的垂直强制对流作用下,流体逆流侧3个方向的枝晶臂明显比流体顺流侧3个方向的枝晶臂生长得快,逆流方向枝晶臂的稳态生长速度比纯扩散时的增加78.0%,顺流方向枝晶臂的稳态生长速度比纯扩散时的减小53.7%;各枝晶的臂长存在很大差异,枝晶形貌的六重对称性被严重破坏;在多枝晶生长时,相向生长的枝晶互相影响并竞相生长,不同枝晶的枝晶臂彼此抑制,最终形成不对称的枝晶形貌。 展开更多
关键词 镁合金 相场法 强制对流 生长 数值模拟
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铸造镁合金的枝晶生长模拟 被引量:12
14
作者 刘志勇 许庆彦 柳百成 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期367-373,共7页
根据hcp晶体学结构和优先生长方向,建立了铸造镁合金晶体生长的物理模型,提出了一种新的随机性模拟方法——虚拟生长中心计算模型.模型考虑了枝晶生长动力学、各向异性和二次枝晶臂粗化,采用枝晶形状函数揭示了一次枝晶和二次枝晶的生... 根据hcp晶体学结构和优先生长方向,建立了铸造镁合金晶体生长的物理模型,提出了一种新的随机性模拟方法——虚拟生长中心计算模型.模型考虑了枝晶生长动力学、各向异性和二次枝晶臂粗化,采用枝晶形状函数揭示了一次枝晶和二次枝晶的生长演化过程.引入坐标变换技术可更快速准确计算任意晶向枝晶的生长捕获.耦合了微观溶质场计算,得到了更准确的枝晶生长形貌和溶质分布情况.对Mg-Al合金定向凝固和等轴晶生长的模拟验证了本模型的正确性. 展开更多
关键词 数值模拟 hcp晶体 生长 镁合金
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铝合金枝晶生长的数值模拟 被引量:33
15
作者 许庆彦 冯伟明 +1 位作者 柳百成 熊守美 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期799-803,共5页
提出一种新的模拟铝合金枝晶生长的随机性方法,建立了简化的枝晶形状的物理与数学模型,并提出了一种形状函数来描述晶粒的外部轮廓,基于简化的晶粒形状,采用坐标变换技术来描述过冷液相中晶粒的生长过程及其对周围节点的捕获过程.根据... 提出一种新的模拟铝合金枝晶生长的随机性方法,建立了简化的枝晶形状的物理与数学模型,并提出了一种形状函数来描述晶粒的外部轮廓,基于简化的晶粒形状,采用坐标变换技术来描述过冷液相中晶粒的生长过程及其对周围节点的捕获过程.根据上述思想,开发了等轴晶生长的模拟程序,并进行了二维计算.为了验证模拟结果,浇注了金属型和砂型试样.模拟结果表明,金属型铸造晶粒尺寸较小,砂型铸造的较大.模拟结果与金相观察结果相符. 展开更多
关键词 生长 数值模拟 随机性模拟 微观组织模拟 铝合金 晶粒形状 铸造
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钙和铈元素对镁合金α枝晶生长方式的影响 被引量:5
16
作者 张洪军 华勤 +2 位作者 李仁兴 丘永福 翟启杰 《铸造》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期868-871,共4页
采用快速液淬方法,研究了Ca、Ce元素对Mg-6Al-0.6Zn-0.3Mn合金凝固过程中α枝晶生长形貌的影响。测量了液淬组织中α枝晶的体积分数及α枝晶的特征尺寸参数。试验结果表明,Ca的加入,促使了枝晶前沿液相中的等轴晶形核,抑制了α枝晶生长;... 采用快速液淬方法,研究了Ca、Ce元素对Mg-6Al-0.6Zn-0.3Mn合金凝固过程中α枝晶生长形貌的影响。测量了液淬组织中α枝晶的体积分数及α枝晶的特征尺寸参数。试验结果表明,Ca的加入,促使了枝晶前沿液相中的等轴晶形核,抑制了α枝晶生长;而Ce的加入则抑制了等轴晶形核,促使了α枝晶柱状化。研究发现Ca或者Ce的加入对镁合金凝固过程中二次枝晶的粗化均有阻碍作用,减小了α枝晶的二次枝晶间距。 展开更多
关键词 镁合金 液淬 生长
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用相场方法模拟纯物质的枝晶生长 被引量:7
17
作者 张玉妥 王君卿 +1 位作者 庞维诚 王承志 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1091-1096,共6页
相场方法以Ginzburg Landau相变理论为基础,通过微分方程反应扩散、有序化势及热力学驱动力的综合作用。本文采用相场模型模拟了纯物质凝固过程的等轴枝晶的演化和枝晶的形貌,并针对金属镍进行了二维数值模拟,计算了过冷熔液中的枝晶... 相场方法以Ginzburg Landau相变理论为基础,通过微分方程反应扩散、有序化势及热力学驱动力的综合作用。本文采用相场模型模拟了纯物质凝固过程的等轴枝晶的演化和枝晶的形貌,并针对金属镍进行了二维数值模拟,计算了过冷熔液中的枝晶生长。在相场方程中采用均匀网格的显示有限差分方法求解。模拟结果显示了枝晶的形貌和生长过程,包括一次臂和二次臂,以及枝晶生长过程中出现的生长竞争和"缩颈"现象。 展开更多
关键词 相场方法 生长 数值模拟
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铝合金三维枝晶生长相场模拟 被引量:10
18
作者 赵红兆 荆涛 柳百成 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期491-495,共5页
以相场模型为基础,耦合热噪声,对三维铝合金枝晶生长进行模拟计算.考虑到三维模拟计算量大,赋值计算单元界面标志,在界面处引入噪声,而不是全局引入噪声,加快了计算速度.在多相场模型中选用了不同的生长最优方向,与实际情况更加符合.计... 以相场模型为基础,耦合热噪声,对三维铝合金枝晶生长进行模拟计算.考虑到三维模拟计算量大,赋值计算单元界面标志,在界面处引入噪声,而不是全局引入噪声,加快了计算速度.在多相场模型中选用了不同的生长最优方向,与实际情况更加符合.计算结果表明,加入热噪声是二次枝晶臂产生的原因之一,加入热噪声不影响尖端的稳态行为. 展开更多
关键词 铝合金 生长 相场模型
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二元合金三维枝晶生长的相场法数值模拟 被引量:6
19
作者 朱昌盛 冯力 +1 位作者 王智平 肖荣振 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期88-93,共6页
三维枝晶生长相场法模拟由于计算量巨大,同时无法证明微观可解理论是否适用于三维相场模型,因此,对该领域的研究相对较少且进展缓慢。基于耦合温度场与溶质场的相场模型,设计基于动态计算区域的加速算法求解相场模型,以Ni-Cu二元合金的... 三维枝晶生长相场法模拟由于计算量巨大,同时无法证明微观可解理论是否适用于三维相场模型,因此,对该领域的研究相对较少且进展缓慢。基于耦合温度场与溶质场的相场模型,设计基于动态计算区域的加速算法求解相场模型,以Ni-Cu二元合金的三维模拟计算为例对加速算法进行验证,成功实现了单机上难以实现的三维枝晶生长过程的模拟计算。计算结果表明,模拟计算真实地再现了二元合金三维凝固过程中树枝晶的生长过程,并得到了与结晶理论相一致的枝晶生长规律。加速算法可大大减小计算时间,降低计算模拟对计算机硬件的依赖性,加速效果明显,冗余量小,精确度高,模拟结果更接近工程实际。 展开更多
关键词 相场方法 生长 微观组织 数值模拟
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Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响 被引量:20
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作者 周吉学 汪彬 +1 位作者 童文辉 杨院生 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1171-1175,共5页
加入微量Sr(0.01%—0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg_(17)Al_(12)析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al_4Sr相依附在枝晶间的β-Mg_(17)Al_(12)... 加入微量Sr(0.01%—0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg_(17)Al_(12)析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al_4Sr相依附在枝晶间的β-Mg_(17)Al_(12)相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌. 展开更多
关键词 AZ91D镁合金 SR 晶粒细化 Al4Sr析出相 生长
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