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电流对Al-4.5%Cu合金定向凝固组织的影响

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铸造 2010年第1期59卷 22-25页

作者：闫猛宋长江张云虎翟启杰上海大学上海市现代冶金及材料制备重点实验室上海200072

为揭示脉冲电流对晶体生长的影响机理,研究了脉冲电流和直流电对Al-4.5%Cu合金定向凝固胞状树枝晶组织的影响。结果表明:脉冲电流和直流电都能消除二次枝晶臂,减小糊状区深度和宽度,使一次枝晶间距减小;比较而言,脉冲电流处理的固-液界... 详细信息

为揭示脉冲电流对晶体生长的影响机理,研究了脉冲电流和直流电对Al-4.5%Cu合金定向凝固胞状树枝晶组织的影响。结果表明:脉冲电流和直流电都能消除二次枝晶臂,减小糊状区深度和宽度,使一次枝晶间距减小;比较而言,脉冲电流处理的固-液界面较为平直,而直流电使界面变得凸凹起伏。分析认为电流偏聚所形成的热效应导致胞晶分裂可能是电流影响胞晶一次间距的主要原因,而脉冲电流引起的强制对流使得固-液界面更加平直。

关键词：脉冲电流直流电定向凝固固-液界面

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固液界面纳米气层研究进展

环境工程技术学报 2022年第4期12卷 1298-1309页

作者：方衡鑫胡钧张立娟中国科学院上海应用物理研究所中国科学院大学中国科学院上海高等研究院上海光源中心

纳米气层是一种存在于固液界面上的准二维纳米结构的气态聚集体,科学家历经10多年的研究,其至今仍存在许多未解之谜。基于现有的研究成果,对纳米气层研究的主要问题及重要进展进行梳理与概述,主要介绍了纳米气层的基本性质,论述了纳米... 详细信息

纳米气层是一种存在于固液界面上的准二维纳米结构的气态聚集体,科学家历经10多年的研究,其至今仍存在许多未解之谜。基于现有的研究成果,对纳米气层研究的主要问题及重要进展进行梳理与概述,主要介绍了纳米气层的基本性质,论述了纳米气层与纳米气泡的结构关系以及共存系统的动态平衡过程,归纳了该领域最新前沿研究所关注的重要科学谜题与主要挑战,如纳米气层的气相真实性、稳定性、结构有序性及气层的高效制备等问题,并提出了一些解决思路。在展现纳米气层过往研究历程的同时,也展望了未来纳米气层技术在一些重要界面反应中的可能应用。

关键词：纳米气层原子力显微镜纳米气泡固-液界面石墨表面

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大尺寸晶体快速生长理论与技术的研究进展

人工晶体学报 2022年第9期51卷 1732-1744页

作者：刘锋陈昆峰彭超薛冬峰中国科学院深圳先进技术研究院多尺度晶体材料研究中心深圳518055 山东大学新一代半导体材料研究院晶体材料国家重点实验室济南250100

“如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”是中国科协发布的2021年度的十大前沿科学问题之一,揭示晶体生长机制和突破生长关键技术是大尺寸功能晶体发展的两个趋势。在原子分子尺度上,晶体生长可以是有势垒的热激活过程,也可以是无... 详细信息

“如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”是中国科协发布的2021年度的十大前沿科学问题之一,揭示晶体生长机制和突破生长关键技术是大尺寸功能晶体发展的两个趋势。在原子分子尺度上,晶体生长可以是有势垒的热激活过程,也可以是无势垒的超快结晶过程,这与具体的体系以及晶面有关。从界面属性角度来看,光滑界面是以台阶拓展的方式生长;粗糙界面没有明显的固-液分层,通过局部原子固化进行生长。本文从晶体生长理论模型、生长技术及其应用实例,以及分子动力学方法在晶体生长中的应用等方面探讨了近些年大尺寸晶体快速生长理论和技术的研究进展。目前有多种方法制备大尺寸晶体,但普遍存在制备的晶体质量差和性能不稳定等问题。需要突破对晶体生长微观机制上的认识,建立机制与温度、流速等外界因素的内在联系。而利用机器学习力场以及分子动力学模拟方法,建立固-液界面,模拟晶体生长,将是探究晶体生长微观机制的一种有效方式。

关键词：大尺寸晶体人工晶体晶体生长模型生长理论固-液界面

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LEC法GaSb晶体生长数值模拟研究

压电与声光 2016年第5期38卷 799-803页

作者：李璐杰程红娟张颖武于凯中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

采用有限元模拟软件对液封直拉(LEC)法生长锑化镓晶体过程进行计算机建模。模拟分析了晶体旋转、坩埚旋转及隔热屏等因素对GaSb固-液界面形貌的影响。结果表明,晶体旋转与坩埚旋转分别具有促使凸向熔体的固-液界面曲率减小及增大的作用... 详细信息

采用有限元模拟软件对液封直拉(LEC)法生长锑化镓晶体过程进行计算机建模。模拟分析了晶体旋转、坩埚旋转及隔热屏等因素对GaSb固-液界面形貌的影响。结果表明,晶体旋转与坩埚旋转分别具有促使凸向熔体的固-液界面曲率减小及增大的作用,且同等转速条件下,坩埚旋转对固-液界面形貌影响更大。此外,减小放肩角度、去除炉体上部的隔热屏等措施,均具有使凸向熔体的固-液界面曲率降低的作用。而使用液封剂使凸向熔体的固-液界面曲率增大。坩埚在加热器中存在某一位置,使熔体内部轴向梯度最大。炉膛内氩气流速最剧烈部位为保温罩与拉晶杆间的区域,Ar气对流导致上炉膛温度提高,并降低熔体表面温度约8℃。

关键词：液封直拉法(LEC) 固-液界面强制对流液封剂放肩角度隔热屏坩埚位置

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多晶硅锭定向凝固过程的温度场模拟

材料科学与工程学报 2015年第1期33卷 117-121页

作者：蔡莉莉冯翠菊王会彬华北科技学院基础部河北廊坊065201 中海油田服务股份有限公司河北廊坊065201

采用数值模拟方法研究了不同的工艺条件对多晶硅锭定向凝固过程中固液界面形状和温度梯度的影响,为优化多晶硅凝固过程的参数和有效控制定向凝固过程提供了参考依据。模拟结果表明,降埚速率越大,晶体生长速率越快,硅锭内温度梯度也随之... 详细信息

采用数值模拟方法研究了不同的工艺条件对多晶硅锭定向凝固过程中固液界面形状和温度梯度的影响,为优化多晶硅凝固过程的参数和有效控制定向凝固过程提供了参考依据。模拟结果表明,降埚速率越大,晶体生长速率越快,硅锭内温度梯度也随之增加,当降埚速率小于60mm/h时,固液界面始终保持凹界面;保持一定的降埚速率和冷源温度不变,改变多晶硅锭的冷却速率,坩埚内固液界面的形状基本保持不变,但冷却速率对晶锭内温度梯度的影响较明显,冷却速率越大晶锭内温度梯度越大。

关键词：多晶硅锭数值模拟温度梯度固-液界面

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凝固过程中粒子在S-L界面前沿的行为

材料工程 1999年第7期27卷 21-23页

作者：闵光辉于化顺陈熙琛山东工业大学中科院物理所

分析了粒子为Ｓ－Ｌ界面俘获／推移的热力学条件，表明由推移到俘获存在一过渡区，其大小与Ｓ－Ｌ界面能有关；并由粒子相对界面的运动及热力学条件建立了俘获／推移的动力学条件。所得结论与实验结果相吻合。

关键词：复合材料粒子固-液界面俘获/推移条件

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大孔径规则多孔介质强化石蜡熔化的实验研究

南京师大学报（自然科学版） 2022年第3期45卷 20-26,34页

作者：李树谦刘子苑韩超李桐栋付建航张强武河北水利电力学院土木工程学院河北沧州061001 河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 河北省数据中心相变热管理技术创新中心河北沧州061001 沧州市储热及低品位余热利用型电磁供热技术创新中心河北沧州061001

强化相变材料熔化是提高与之相关的储热装置效率的有效途径,区别于既往常见的泡沫金属强化相变材料熔化,本文以黄铜为材料设计加工了一种大孔径规则多孔介质,并将其与石蜡和PC圆管组成实验段.以只填充石蜡的实验段作为对照,通过可视化... 详细信息

强化相变材料熔化是提高与之相关的储热装置效率的有效途径,区别于既往常见的泡沫金属强化相变材料熔化,本文以黄铜为材料设计加工了一种大孔径规则多孔介质,并将其与石蜡和PC圆管组成实验段.以只填充石蜡的实验段作为对照,通过可视化实验和典型位置处瞬时温度的测量考察了该类型多孔介质强化石蜡熔化的作用效果和机理.结果表明:填充大孔径规则多孔介质实验段内的石蜡在熔化过程中无明显的糊状区.此外,与只填充石蜡的实验段相比,填充大孔径规则多孔介质的实验段内固-液界面向上移动的高度较高且温升速率显著较快.再者,该类型多孔介质可显著强化距离加热壁面较远的测点C的自然对流传热,从而使其温度在500 min后高于距离加热壁面最近的测点C的温度.

关键词：大孔径规则多孔介质石蜡熔化固-液界面温升速率自然对流

不同浓度Na^＋在紫色土颗粒表面电场作用下的吸附动力学研究

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西南大学学报（自然科学版） 2015年第7期37卷 7-15页

作者：杜伟李航李睿刘新敏土壤多尺度界面过程与调控重庆市重点实验室西南大学资源环境学院重庆400715

土壤颗粒表面大量的负电荷会在固-液界面产生强大的电场,影响土壤溶液中离子的吸附过程.本文以紫色土K+饱和样为研究对象,运用考虑表面电场的动力学新模型研究了不同浓度Na+离子的吸附动力学过程.实验结果表明:1当Na+离子浓度为9.565×1... 详细信息

土壤颗粒表面大量的负电荷会在固-液界面产生强大的电场,影响土壤溶液中离子的吸附过程.本文以紫色土K+饱和样为研究对象,运用考虑表面电场的动力学新模型研究了不同浓度Na+离子的吸附动力学过程.实验结果表明:1当Na+离子浓度为9.565×10-5 mol/L时吸附过程中会出现明显的零级动力学特征和一级动力学特征.2浓度为7.826×10-4 mol/L和9.855×10-3 mol/L时Na+吸附过程中仅表现出一级动力学特征,这是因为增加Na+浓度后屏蔽电场的能力增强,从而表现出弱静电力吸附下的一级动力学过程.3实验中Na+的平衡吸附量随离子浓度的增加而递增,吸附速率随离子浓度递增而加速.4体系中K+亚稳吸附量随Na+离子浓度增加而递减,随表面电位递减而递减.通过对不同浓度下Na+吸附动力学特征分析,对了解离子交换吸附机理具有一定指导意义.

关键词：固-液界面吸附动力学吸附速率平衡吸附量能量势垒

智能水驱基于界面离子调控机制的提高采收率机理研究

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应用化工 2023年第7期52卷 1962-1967,1973页

作者：王晓吴晓亮施雷庭刘静静叶仲斌刘万发秦国伟西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 成都工业学院四川成都611730 西安石油大学石油工程学院陕西西安710065

通过调节关键离子的浓度,智能水驱技术能够有效提高原油采收率已经得到学术界及工业界的广泛认可,但其微观机理仍存在争议。重点研究了硫酸根离子在砂岩及碳酸盐油藏中的提高采收率效果及机理。通过长岩心驱替实验探究硫酸根离子浓度对... 详细信息

通过调节关键离子的浓度,智能水驱技术能够有效提高原油采收率已经得到学术界及工业界的广泛认可,但其微观机理仍存在争议。重点研究了硫酸根离子在砂岩及碳酸盐油藏中的提高采收率效果及机理。通过长岩心驱替实验探究硫酸根离子浓度对原油采收率的影响;通过开展油水界面张力、油水界面扩张模量、接触角及液桥收缩-断裂动力学行为分析,分析硫酸根离子浓度对油-水界面及固-液界面的影响规律及机制。结果表明,在低温条件下,将海水中硫酸根离子的浓度提高3倍能有效提高Berea砂岩及Indiana石灰岩中的原油相对渗透率及采收率;其微观机理包括两个方面:①硫酸根离子提高了两种岩石表面的亲水性;②硫酸根离子不仅降低油水界面张力,而且提高了油水界面扩张模量及油水界面稳定性,从而抑制地层中“颈缩-分离”(Snap-off)行为的发生,提高原油的连续性。

关键词：智能水驱油-水界面固-液界面液桥收缩-断裂提高采收率