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二元合金等温凝固过程的相场模型

物理学报 2005年第1期54卷 256-262页

作者：龙文元蔡启舟陈立亮魏伯康华中科技大学材料科学与工程学院模具技术国家重点实验室

基于Ginzberg Landau理论 ,发展了一个与WBM模型和KKS模型一致的新相场模型 .并利用该相场模型与溶质场耦合计算 ,以Al 6 5 %Cu合金为例模拟了不同过冷度条件下 ,二元合金凝固过程的等轴枝晶生长过程 .研究过冷度对二元合金等温凝固过... 详细信息

基于Ginzberg Landau理论 ,发展了一个与WBM模型和KKS模型一致的新相场模型 .并利用该相场模型与溶质场耦合计算 ,以Al 6 5 %Cu合金为例模拟了不同过冷度条件下 ,二元合金凝固过程的等轴枝晶生长过程 .研究过冷度对二元合金等温凝固过程的等轴枝晶生长以及溶质场分布的影响 .结果表明 :随着过冷度的增大 ,枝晶的二次枝晶更加发达 ,浓度Peclet数和枝晶尖端的生长速率增大 ,而枝晶尖端的曲率半径减小 ,枝晶前沿的溶质富集现象也更严重 ;另外。

关键词：等温凝固二元合金枝晶生长相场模型凝固过程过冷度溶质度条件 Peclet数场分布

GH742合金等温凝固过程中偏析规律的研究

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稀有金属材料与工程 2007年第11期36卷 1942-1946页

作者：郭磊王玲董建新张麦仓郑磊北京科技大学北京100083

为了揭示高合金化难变形GH742合金在等温凝固过程中元素的偏析规律,利用SEM和EDAX及密度计算研究了该合金的显微组织和元素的偏析情况,并分析了相变对偏析元素及液体密度的影响。结果表明,在凝固过程中,GH742合金中的主要偏析元素是Nb和... 详细信息

为了揭示高合金化难变形GH742合金在等温凝固过程中元素的偏析规律,利用SEM和EDAX及密度计算研究了该合金的显微组织和元素的偏析情况,并分析了相变对偏析元素及液体密度的影响。结果表明,在凝固过程中,GH742合金中的主要偏析元素是Nb和Ti,液体密度随凝固温度的下降而上升,在1330℃以下,一次碳化物的析出,使剩余液体中的合金元素发生重新分配,并由此导致局部液体密度的不均匀。

关键词： GH742 等温凝固偏析液体密度相变

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DD3合金TLP扩散焊等温凝固过程研究

航空材料学报 2011年第6期31卷 1-6页

作者：李晓红叶雷钟群鹏曹春晓熊华平北京航空材料研究院北京100095 北京航空航天大学北京1000191

采用一种含B中间层合金在不同温度下保温不同时间TLP连接DD3高温合金。观察不同连接规范下的焊缝组织并测定了焊缝中央共晶区域的宽度。研究发现,焊缝中央共晶宽度与保温时间的1/2次方成反比。由此推算出1150℃,1200℃和1250℃连接温度... 详细信息

采用一种含B中间层合金在不同温度下保温不同时间TLP连接DD3高温合金。观察不同连接规范下的焊缝组织并测定了焊缝中央共晶区域的宽度。研究发现,焊缝中央共晶宽度与保温时间的1/2次方成反比。由此推算出1150℃,1200℃和1250℃连接温度下等温凝固完成所需时间分别不超过3h,2h和1h。通过建立扩散模型并利用菲克第二定律的误差函数解,分别根据Ni-B和DD3-B模拟相图,计算了不同连接温度下焊缝完成等温凝固所需要的时间。计算结果表明对于给定的连接系统,存在一个连接温度的最佳值,在该温度下,焊缝等温凝固完成所需的时间最短。结果表明,对于DD3合金的TLP扩散焊,采用1250℃的连接温度比较合适。

关键词：瞬间液相扩散焊等温凝固模型

碳钢/Cu/碳钢系统轧制——扩散复合等温凝固过程的动力学模拟计算

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焊接学报 2008年第2期29卷 61-64页

作者：李红栗卓新北京工业大学材料科学与工程学院北京100022

采用厚度为50μm的纯铜箔作为中间层,在1100℃下对低碳钢板进行了轧制—扩散复合,考察了塑性变形对界面结合强度和中间层厚度的影响。基于试验结果,系统地研究了碳钢/Cu/碳钢系统轧制——扩散复合中间层等温凝固过程的动力学,并建立了... 详细信息

采用厚度为50μm的纯铜箔作为中间层,在1100℃下对低碳钢板进行了轧制—扩散复合,考察了塑性变形对界面结合强度和中间层厚度的影响。基于试验结果,系统地研究了碳钢/Cu/碳钢系统轧制——扩散复合中间层等温凝固过程的动力学,并建立了等温凝固时间模型。结果表明,一定的塑性变形可以有效缩短中间层液相全部完成等温凝固的时间。试验测量的等温凝固中间层厚度随时间的变化曲线与理论计算曲线衔接与吻合良好,中间层变化和液相区等温凝固过程互相协调,有助于提高界面结合强度。采用晶内扩散和晶界扩散共同作用下的有效扩散系数,可以精确预测中间层等温凝固时间。

关键词：轧制-扩散连接塑性变形等温凝固动力学模拟有效扩散系数

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Cu/Sn等温凝固技术在MEMS气密封装中的应用

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固体电子学研究与进展 2007年第3期27卷 371-374页

作者：李莉焦继伟王立春吴艳红罗乐王跃林中国科学院上海微系统与信息技术研究所

研究了Cu／Sn等温凝固键合技术在MEMS气密性封装中的应用。设计了等温凝固键合多层材料的结构和密封环图形，优化了键合工艺，对影响气密性的因素（如密封环尺寸等）进行了分析。在350。C实现了良好的键合效果，其最大剪切强度达到27．7... 详细信息

研究了Cu／Sn等温凝固键合技术在MEMS气密性封装中的应用。设计了等温凝固键合多层材料的结构和密封环图形，优化了键合工艺，对影响气密性的因素（如密封环尺寸等）进行了分析。在350。C实现了良好的键合效果，其最大剪切强度达到27．7MPa，漏率～2×10^-4Pa·cm^3／s He，完全可以满足美国军方标准（MIL—STD-883E）的要求，验证了Cu／Sn等温凝固键合技术在MEMS气密封装中的适用性。

关键词：等温凝固气密封装晶圆级封装

双相不锈钢瞬时液相连接接头的组织结构及等温凝固模拟

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焊接学报 2012年第12期33卷 49-52,115页

作者：袁新建罗军唐昆仑李佳 Chung Yun Kang 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 Department of Materials Science and Engineering Pusan National University

采用镍基非晶态合金作中间层,对双相不锈钢进行了瞬间液相连接试验研究.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对连接接头组织进行了观察;利用能谱仪(EDS)和波谱仪(WDS)对接头处微区成分进行了分析,使用X射线衍射仪对连接接头物相组成进行了确定.... 详细信息

采用镍基非晶态合金作中间层,对双相不锈钢进行了瞬间液相连接试验研究.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对连接接头组织进行了观察;利用能谱仪(EDS)和波谱仪(WDS)对接头处微区成分进行了分析,使用X射线衍射仪对连接接头物相组成进行了确定.结果表明,在等温凝固完成前,在中间层和基材的结合处第二相析出物主要是BN,在中间层区域主要物相是γ-Ni固溶体,Ni3B和Cr-borides.此外采用三种扩散模型对等温凝固完成时间进行了计算,对比试验结果,溶质分布模型所得数值更接近真实值,更适合该连接过程.

关键词：双相不锈钢镍基非晶合金瞬间液相连接组织结构等温凝固

6061铝合金的等温凝固组织及第二相的析出顺序

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特种铸造及有色合金 2020年第5期40卷 498-501页

作者：孟凡博黄宏军林雪健崔泽文胡贤磊袁晓光沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 长城汽车有限公司哈弗技术中心东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

制备了不同等温温度时6061铝合金凝固试样,利用扫描电镜观察了试样的微观组织,利用能谱分析仪测试了等温凝固组织中相的成分,利用X射线衍射仪测试了等温凝固试样中的相组成。结果表明,6061铝合金从900~650℃等温凝固时相的析出顺序为:L... 详细信息

制备了不同等温温度时6061铝合金凝固试样,利用扫描电镜观察了试样的微观组织,利用能谱分析仪测试了等温凝固组织中相的成分,利用X射线衍射仪测试了等温凝固试样中的相组成。结果表明,6061铝合金从900~650℃等温凝固时相的析出顺序为:L→α-Al+Al4Cu9+CrMn3+Cu16Mg6Si7+Mn5Si3→Cr3Si→Cu2Mg→FeCr+Cu16Mg6Si→富Fe相→Al7Cu3Mg6+Mg2Si+α-AlFeSi;6061铝合金常见的有害富Fe相是在温度低于700℃时形成的;6061铝合金等温凝固时析出的第二相主要聚集在晶界处。

关键词： 6061铝合金等温凝固第二相晶界

Fe-C合金等温凝固过程枝晶形貌的相场法模拟

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热加工工艺 2008年第5期37卷 4-8,15页

作者：牛艳娥严文冯小明陈建范新会西安工业大学材料与化工学院陕西西安710032 陕西理工学院材料科学与工程学院陕西汉中723003

基于KKS模型,采用相场和溶质场耦合的方法,对Fe-0.5%C(摩尔分数)合金凝固过程枝晶的生长进行了数值模拟,研究了晶粒的长大过程及各向异性强度和扰动等对枝晶形貌的影响。结果表明:晶体生长初期,晶粒形貌为球状,随着时间的推移,晶粒形貌... 详细信息

基于KKS模型,采用相场和溶质场耦合的方法,对Fe-0.5%C(摩尔分数)合金凝固过程枝晶的生长进行了数值模拟,研究了晶粒的长大过程及各向异性强度和扰动等对枝晶形貌的影响。结果表明:晶体生长初期,晶粒形貌为球状,随着时间的推移,晶粒形貌由球状经星形向枝晶形转变,最后形成复杂的树枝晶;随着各向异性的增大,晶粒形貌由球形逐渐向四边形转变,最后形成树枝形;各向异性使晶粒形貌以枝晶方式生长,扰动是引发枝晶的侧向分支的主要原因。

关键词：等温凝固相场法微观组织数值模拟

Fe-C合金等温凝固过程枝晶生长的相场法模拟

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热加工工艺 2010年第7期39卷 34-37,40页

作者：牛艳娥韩小峰李明严文陕西工业职业技术学院陕西咸阳712000 西安工业大学材料与化工学院陕西西安710032

基于KKS模型,采用相场和溶质场耦合的方法,对Fe-0.5mol%C合金枝晶生长及溶质分布过程进行了数值模拟。结果表明,枝晶主轴比较发达,二次枝晶垂直于主轴生长;二次枝晶呈现相互平行生长的同时,也存在较为严重的相互竞争生长,且根部出现"颈... 详细信息

基于KKS模型,采用相场和溶质场耦合的方法,对Fe-0.5mol%C合金枝晶生长及溶质分布过程进行了数值模拟。结果表明,枝晶主轴比较发达,二次枝晶垂直于主轴生长;二次枝晶呈现相互平行生长的同时,也存在较为严重的相互竞争生长,且根部出现"颈缩"现象。随着二次枝晶的生长,甚至还出现了三次枝晶的生长。凝固过程中固相溶质浓度较低,而液相溶质浓度较高,固/液界面区域出现溶质富集现象,枝晶溶质浓度分布曲线的形貌与枝晶形貌互相对应。

关键词：相场法等温凝固微观组织数值模拟