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凝固过程晶粒生长动力学及拓扑转变机制的相场研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG111.5[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51174168,51274167); “111”工程项目(B08040)
中文摘要:

基于连续相场动力学模型,研究了凝固过程形核、长大及粗化阶段的组织形貌演化,动力学转变,以及粗化过程拓扑转变,分析了形核与长大过程的关系。研究结果表明,形核长大过程中,晶粒体积分数逐渐增大至平衡值,总表面积先增大后减小,体积自由能是形核的驱动力,表面能是形核的阻力。形核伴随着长大,两者是相互重叠相互竞争的两个过程。晶粒生长过程中,边数大于六的晶粒持续长大,而边数少于六的晶粒不断缩小。小晶粒消失机制有:临近切换机制;三边﹑四边及五边晶粒直接消失机制;四边交叉点分离并最终导致小晶粒消失机制;晶界直接消失机制。模拟结果与实验结果符合较好。

英文摘要:

Based on the continuum phase-field dynamic model, the microstructure evolution, dynamics change and topology transformation during the solidification process of nucleation, growth and coarsening were studied, and the relationship between nucleation and growth was analyzed. Results show that volume fraction gradually increases to the equilibrium value, while the total surface area of grains increases first and then decreases during the process of nucleation and growth. For nucleation, volume free energy is driving force and surface energy is resistance force. Nucleation process is accompanied by growth process; these two processes are overlapped and competed During the growth process, grains with more than six sides continue to grow, and that with less than six sides gradually reduces. The mechanisms of small grain disappearing are neighbor switching mechanism, direct annihilation mechanism of three, four and five sided grains, the intersection of four sides separated and resulting in the disappearance of small grain, and direct disappearance mechanism of grain boundary. The simulation results are in good accordance with experiment results.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715