基于同步辐射X射线成像液/固复层界面氢气泡的形核、生长演变与运动行为的原位研究

作     者：丁宗业 胡侨丹 卢温泉 李建国 DING Zongye;HU Qiaodan;LUWenquan;LI Jianguo

作者机构：上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2022年第58卷第4期

页      面：567-580页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目Nos.51922068,51727802和51904187 中国博士后科学基金项目No.2019M661500。 

主　　题：液/固界面 非平衡凝固 氢气泡 同步辐射 金属间化合物 

摘      要：利用同步辐射X射线二维成像技术对液/固复层界面加热过程中氢气泡的生长、运动行为及形态演变进行了原位表征,研究气泡的形核机理、生长机制与运动特征。结果表明,氢气泡的形核机制主要为非均质形核与双层表面膜演变;成分不均匀与双层膜转变将群体气泡的生长分为2个不同阶段,气泡平均尺寸与时间的变化关系遵循stochastic随机模型;其生长机制为跳跃合并与熟化吞并机制,伴随着氢气泡形态由球状向椭球状与非规则状转变;氢气泡的运动包含向上迁移与无定向跳跃,在金属间化合物阻碍下氢气泡的生长经历多次跳跃,主要归因于双层表面膜转变为气泡、变形气泡尺寸增加、化合物溶解与化合物的扰动。