国家重点实验室开放基金(02-TZ-2008)
- 作品数：6 被引量：34H指数：3
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- 用CA方法模拟界面能各向异性对胞晶生长形态的影响被引量：3
- 2012年
- 用元胞自动机(Cellular Automaton,CA)模型研究了界面能各向异性对二维定向凝固胞晶的生长形态的影响,建立了判定胞晶生长达到稳态的判据.结果显示,当界面能各向异性强度非常小时,胞晶尖端很容易分岔,胞晶形态不容易稳定.而当界面能各向异性强度足够大时,容易形成稳定的胞晶形态,同时界面能各向异性强度会显著影响稳定胞晶的形态,界面能各向异性越强,稳态胞晶间距越小,胞晶尖端半径越小,尖端半径与胞晶间距的比值越小,固液界面前沿的浓度与过冷度越小.
- 张云鹏林鑫魏雷王猛彭东剑黄卫东
- 关键词：元胞自动机各向异性
- 晶体取向对定向凝固平界面失稳行为的影响被引量：5
- 2012年
- 采用丁二腈-丙酮透明模型合金研究了不同晶体取向的晶粒在定向凝固条件下的平界面失稳过程.实验选择了三个界面失稳后具有不同生长形态的典型晶粒作为研究对象,分别为择优生长枝晶、倾斜枝晶和海藻晶.结果表明可发展为择优生长枝晶的晶粒的平界面失稳孕育时间和初始扰动波长最小,海藻晶次之,倾斜枝晶最大,这与以往的解析结果和相场模拟结果一致.同时,实验观察发现可发展为择优生长枝晶和倾斜枝晶的晶粒的界面非稳态演化过程与海藻晶显著不同,这表明平界面失稳的非稳态演化过程与晶体取向相关.
- 王理林王贤斌王红艳林鑫黄卫东
- 关键词：定向凝固晶体取向
- 基于MeshTV界面重构算法的二元合金自由枝晶生长元胞自动机模型被引量：11
- 2012年
- 本文基于MeshTV界面重构算法,发展了二元合金凝固自由枝晶生长的元胞自动机(cellular automaton,CA)模型.通过采用MeshTV界面重构算法,在细化的界面元胞内重构出了固液界面的位置.在此基础上,发展了一种同时适合描述纯物质与合金凝固界面生长的动力学模型.与非界面重构的CA模型相比,本文所发展的模型可以在较大的网格尺寸下实现模型的收敛,同时网格各向异性不明显,且能够反映界面能各向异性参数ε对自由枝晶生长的影响.在ε=0.02时,通过与描述自由枝晶生长的LGK理论模型相比较,发现计算的枝晶尖端速度与LGK理论模型的预测符合较好,而计算的枝晶尖端半径比LGK理论预测值大于约20%.
- 魏雷林鑫王猛黄卫东
- 关键词：元胞自动机枝晶生长各向异性
- Cu固液界面能的分子动力学计算被引量：3
- 2013年
- 本文使用分子动力学方法对液相Cu中不同半径晶胚的生长和熔化行为进行了研究.随着半径的增加,晶胚生长的临界温度升高.临界形核过冷度和晶胚半径倒数成正比关系,这和经典形核理论一致.由上述关系计算得到Cu的Gibbs-Thomson系数为1.12×10-7K·m,Cu的固液界面能为0.146J/m2,Cu的Turnbull系数为0.416,这些计算值均与实验值一致.
- 周化光林鑫王猛黄卫东
- 关键词：分子动力学
- 基于临界晶胚法的Ni固液界面能分子动力学计算被引量：2
- 2013年
- 使用分子动力学法,研究不同半径的Ni晶胚在其液相中的生长及熔化行为。研究发现,一定半径的晶胚存在临界形核温度,高于这个温度,晶胚生长;低于这个温度,晶胚熔化,并且临界形核温度与晶胚半径的倒数成线性关系,这和经典形核理论以及Gibbs-Thomson模型的描述一致。基于临界晶胚演化的分子动力学模拟方法得到了金属Ni的Gibbs-Thomson系数为1.56×10-7K·m,并获得了Ni的固液界面能为0.211J/m2,结果与实验测量值一致。
- 周化光王猛林鑫黄卫东
- 关键词：分子动力学
- 基于Wenzel模型的粗糙界面异质形核分析被引量：13
- 2011年
- 异质形核是形核发生的主要形式.经典形核理论对基底界面作了理想化平面假设,然而实际异质形核体系中理想平直的固体界面是不存在的,这导致了异质形核描述与实际情况的偏差.考察了固相晶胚在非平整界面上的异质形核过程,基于Wenzel润湿模型,分析了非理想界面的粗糙度因子对固相晶胚形核功的影响规律.结果表明:当基底与晶核之间的本征润湿角小于90°时,基底界面越粗糙越有利于形核;本征润湿角大于90°时,基底界面越粗糙越不利于形核.同时,游离晶胚在基底上润湿是球冠晶胚形成的重要途径,粗糙界面润湿过程中界面自由能的变化会对形核产生重要影响.
- 郑浩勇王猛王修星黄卫东
- 关键词：异质形核
