浓度相关的扩散系数对定向凝固枝晶生长的影响
Effect of concentration-dependent diffusion coefficient on dendrite growth in directional solidification作者机构：西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 Faculty of Mechanical Engineering Kyoto Institute of Technology Kyoto 606-8585 Japan 西北工业大学国防科技工业精密锻造与环轧技术创新中心西安710072
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2019年第68卷第16期
页 面：290-297页
核心收录：
学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学]
基 金：国家重点研发计划(批准号:2017YFB1103303)资助的课题
摘 要：采用定量相场模型模拟了定向凝固过程中浓度相关的扩散系数对枝晶生长的影响.模型中,通过在液相溶质扩散方程中耦合浓度相关的扩散系数实现了浓度依赖的扩散过程.一系列模拟结果证实了浓度相关的扩散过程对枝晶定向生长具有显著的影响.结果表明:溶质扩散系数对溶质浓度耦合强度的增加会增强枝晶间的溶质扩散对尖端排出的溶质原子横向扩散的抑制作用,造成枝晶尖端固-液界面处的溶质富集程度增加,从而增加尖端过冷度;液相中扩散系数的改变对枝晶的尖端半径影响较小,模拟结果与理论模型计算结果较好吻合;液相中溶质扩散系数对溶质浓度依赖性的增加会使侧向分枝的振幅逐渐减小;在对枝晶列的研究中发现,与溶质浓度相关的扩散系数会增加枝晶列的一次间距,降低稳态枝晶的尖端位置.因此,在浓质分配系数严重偏离1的体系中,对现有模型的定量实验检验应考虑浓度相关的扩散对尖端过冷度的影响.
维普期刊数据库
同方期刊数据库