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多孔介质中的溶质扩散与浮重关系研究

矿业研究与开发 2011年第5期31卷 30-34,53页

作者：姜元勇徐曾和曹建立东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110004

考虑到多孔介质中的溶质扩散过程与浮重存在一一对应的关系,建立了一维情况下,反映溶质扩散与浮重关系的数学模型,并用有限体积方法获得模型的数值解。实例计算表明,当多孔介质中的溶质浓度高于周围流体中的溶质浓度时,溶质由孔隙向主... 详细信息

考虑到多孔介质中的溶质扩散过程与浮重存在一一对应的关系,建立了一维情况下,反映溶质扩散与浮重关系的数学模型,并用有限体积方法获得模型的数值解。实例计算表明,当多孔介质中的溶质浓度高于周围流体中的溶质浓度时,溶质由孔隙向主流体中扩散,随着扩散进程的进行,多孔介质的浮重逐渐减小,并且浮重减小速率逐渐降低,从孔隙内部到孔隙出口,溶质浓度和溶液密度都逐渐降低。随着扩散系数或者孔隙率的增大,多孔介质的浮重减小速率增加,孔隙中的溶质浓度和溶液密度降低。随着周围流体中溶质浓度的增加,多孔介质的浮重减小,并且减小速率降低,孔隙中的溶质浓度和溶液密度增加。当主流体中的溶质浓度大于孔隙中的溶质浓度时,随着时间的增加,溶质由主流体逐渐向孔隙内扩散,多孔介质的浮重逐渐增加,并且浮重增加的速率逐渐降低,从孔隙内部到孔隙出口,溶质浓度和溶液密度逐渐增加。

关键词：多孔介质溶质扩散浮重

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论溶液中外场对溶质扩散的协同强化作用

华北电力大学学报（自然科学版） 2004年第6期31卷 28-31页

作者：郭平生韩光泽张妮华贲广西师范大学物理与信息工程学院广西桂林541002 华南理工大学强化传热与过程节能教育部重点实验室广东广州510640

从液体似晶结构的“格子”理论出发,推导了有外场存在情况下溶液溶质扩散转移的动力学方程。通过与 Fick 定律形式比较,得到了有外场作用的溶液溶质扩散系数表达式,由此讨论了强化扩散传质过程中外场与化学势场的协同关系,即溶液溶质扩... 详细信息

从液体似晶结构的“格子”理论出发,推导了有外场存在情况下溶液溶质扩散转移的动力学方程。通过与 Fick 定律形式比较,得到了有外场作用的溶液溶质扩散系数表达式,由此讨论了强化扩散传质过程中外场与化学势场的协同关系,即溶液溶质扩散传质流的大小不仅与各场强度量梯度的大小及系统的物性有关,还与外场同化学势场的配合有关。进一步分析得到:外场的引入之所以能够强化和控制溶液溶质扩散,其本质是外场的引入可对溶液的粘度产生影响,关于这一论点可由文献 [7] 的实验研究所证实,并与本文的理论研究结果一致。

关键词：化工过程溶液溶质扩散协同强化作用

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溶质扩散法制备大直径磷化镓晶体

稀有金属 1978年第2期 13-22页

作者：刘锡田冶金工业部有色金属研究院

本文从反应动力学的讨论中得出提高炉产量的三个途径,我们重点研究了增大坩埚的横截面积,以提高晶体的产量。在晶体生长的热力学分析中,对生长大面积 GaP 单晶的机理进行了初步的探讨,并得出结论:较大直径的平底坩埚对生长大面积 GaP ... 详细信息

本文从反应动力学的讨论中得出提高炉产量的三个途径,我们重点研究了增大坩埚的横截面积,以提高晶体的产量。在晶体生长的热力学分析中,对生长大面积 GaP 单晶的机理进行了初步的探讨,并得出结论:较大直径的平底坩埚对生长大面积 GaP 单晶是一个有利的因素,但必须具备其相应的过饱和度。在我们的实验中,φ35毫米的晶体,获得最大单晶粒截面的绝对面积为9厘米~2,φ45毫米的晶体,获得最大单晶粒截面的绝对面积为13厘米~2。

关键词：表面积产量热力学分析单晶晶形晶体分子层丛状层 GaP 溶质扩散过饱和度

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合成溶质扩散工艺制备磷化镓晶体

上海有色金属 1976年第6期 11-16页

一、前言磷化镓作为Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体,已经在发光二极管上加以应用了。磷化镓是一种间接跃迁型材料,在掺入适当发光中心后能发红、橙、黄、绿等多色光。磷化镓是一种良好的、效率高的发光材料,它可以发射出十分接近人眼最大感应波... 详细信息

一、前言磷化镓作为Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体,已经在发光二极管上加以应用了。磷化镓是一种间接跃迁型材料,在掺入适当发光中心后能发红、橙、黄、绿等多色光。磷化镓是一种良好的、效率高的发光材料,它可以发射出十分接近人眼最大感应波长的光。但由于磷化镓的熔点高(1470℃左右),在此温度下的分解压高(约35大气压),因而,制备大直径的磷化镓单晶是困难的,其设备要求能够耐高温和高压。目前制备磷化镓晶体的工艺主要有以下几种:

关键词：磷化镓溶质扩散磷化物晶体工艺制备

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共晶生长的溶质扩散解

西安工业大学学报 2014年第2期34卷 142-145,151页

作者：陈溯王海丰刘峰西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

为解决经典共晶生长模型中三相交界线处成分偏离共晶点成分的问题,引入了三相交界线动力学条件,得到了平界面生长条件下化学计量化合物-化学计量化合物(SC-SC)型共晶系溶质扩散方程的精确解.基于平均溶质守恒假设得到了适用于任意凝固... 详细信息

为解决经典共晶生长模型中三相交界线处成分偏离共晶点成分的问题,引入了三相交界线动力学条件,得到了平界面生长条件下化学计量化合物-化学计量化合物(SC-SC)型共晶系溶质扩散方程的精确解.基于平均溶质守恒假设得到了适用于任意凝固条件、共晶系和共晶相图的溶质扩散方程的通解.CuZr-Cu5Zr8共晶系的计算结果证实了溶质扩散方程通解的有效性.

关键词：共晶生长模型溶质扩散快速凝固合金

过共晶Al-18%Si合金受控扩散凝固组织与行为

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中国有色金属学报 2014年第7期24卷 1761-1770页

作者：周宏伟李元东马颖张心龙刘兴海兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050

采用受控扩散凝固(CDS)技术制备过共晶Al-18%Si合金,研究其凝固组织随低温母合金温度变化的演变规律和凝固行为本质。结果表明:受控扩散凝固能抑制初生硅相的过度各向异性生长,有效改善合金凝固组织结构。采用适当温度的Al-25%Si合金(80... 详细信息

采用受控扩散凝固(CDS)技术制备过共晶Al-18%Si合金,研究其凝固组织随低温母合金温度变化的演变规律和凝固行为本质。结果表明:受控扩散凝固能抑制初生硅相的过度各向异性生长,有效改善合金凝固组织结构。采用适当温度的Al-25%Si合金(800℃)和纯Al(580℃)混合进行受控扩散凝固时,凝固组织中初生硅相分布均匀,无宏观偏析,且其平均尺寸达到42.85μm。当纯Al温度偏低时,凝固组织中初生硅相偏聚严重;当纯Al温度较高时,凝固组织中初生硅相尺寸偏大。分析表明:在受控扩散凝固过程中,固-液界面前沿形成了较小的"成分过冷",初生硅相在过冷区内趋于平界面生长。溶质原子扩散距离的平方与平衡温度成对数关系,温度愈高,扩散愈充分,宏观偏析愈少。

关键词：过共晶Al-18%Si合金受控扩散凝固平衡温度溶质扩散初生硅

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元胞自动机法模拟铝合金三维枝晶生长

铸造 2005年第6期54卷 575-578页

作者：许林郭洪民杨湘杰南昌大学机电工程学院江西南昌330029 南昌大学材料科学与工程学院江西南昌330047

以元胞自动机模型为基础,基于晶粒形核和生长的物理过程及热质传输过程,建立了铝合金凝固过程微观组织形成及枝晶形貌演化的三维元胞自动机模型。与传统的元胞自动机不同,该模型不仅考虑了温度场扩散而且考虑了固液相中的溶质扩散、曲... 详细信息

以元胞自动机模型为基础,基于晶粒形核和生长的物理过程及热质传输过程,建立了铝合金凝固过程微观组织形成及枝晶形貌演化的三维元胞自动机模型。与传统的元胞自动机不同,该模型不仅考虑了温度场扩散而且考虑了固液相中的溶质扩散、曲率过冷等重要因素。枝晶尖端生长速度与局部过冷度的关系采用KGT(Kurz-Giovanola-Trivedi)模型,温度场和浓度场计算采用有限差分法。使用该模型模拟了单晶生长和多晶生长。模拟结果表明,所建立的模型能够合理反映质点形核、单晶粒生长和多晶粒生长,微观组织形貌的模拟计算结果合理。

关键词：铝合金枝晶生长三维元胞自动机模型晶粒生长有限差分法传输过程物理过程形貌演化组织形成凝固过程溶质扩散生长速度枝晶尖端单晶生长模型模拟模拟结果计算结果组织形貌温度场固液相过冷度浓度场

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一种计算孕育衰退时间的数学模型

特种铸造及有色合金 2007年第1期27卷 29-31页

作者：张诗昌宗钦武汉科技大学钢铁冶金与资源利用省部共建教育部重点实验室

确定孕育衰退时间对于正确制定工艺措施、提高铸件质量具有重要意义。以异质形核理论为基础,建立了孕育剂扩散衰退模型,得到了计算衰退时间的表达式。结果表明:孕育衰退时间与孕育剂中有效形核相的溶质扩散系数成反比,与有效形核相的半... 详细信息

确定孕育衰退时间对于正确制定工艺措施、提高铸件质量具有重要意义。以异质形核理论为基础,建立了孕育剂扩散衰退模型,得到了计算衰退时间的表达式。结果表明:孕育衰退时间与孕育剂中有效形核相的溶质扩散系数成反比,与有效形核相的半径及该相中的溶质浓度等参数有关。最后对该模型进行了验证,结果表明该模型与相关试验结果基本符合。

关键词：孕育衰退异质形核溶质扩散数学模型

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溶质浓度分布对焊接熔池凝固结晶的影响

焊接学报 1987年第1期 47-53页

作者：陈晓风斯重遥李忠库肖又红中国科学院金属研究所华南工学院沈阳研究员广州工学硕士沈阳工程师

本文创建了瞬时定态新方法。首次测出焊接熔池固-液界面前沿Si 溶质浓度分布呈指数形式衰减。展现出焊缝金属晶体萌生、长大不同时刻的凝固瞬时Si 溶质浓度分布。找到以固-液界面为界固相中Si 溶质堆积层厚度与液相中Si 溶质扩散层厚度... 详细信息

本文创建了瞬时定态新方法。首次测出焊接熔池固-液界面前沿Si 溶质浓度分布呈指数形式衰减。展现出焊缝金属晶体萌生、长大不同时刻的凝固瞬时Si 溶质浓度分布。找到以固-液界面为界固相中Si 溶质堆积层厚度与液相中Si 溶质扩散层厚度之间的关系。提出界面组成过冷度是晶体变速生长的动力,表明在焊接过热条件下不存在均质形核假说。

关键词：溶质浓度 Si 晶体生长堆积层液界溶质扩散厚度过冷度焊接熔池均质形核自发形核焊缝金属对应关系