在国家自然科学基金青年基金(50601003)的资助下,本研究在国内首次利用第一代北京同步辐射光源, 采用X射线衍射增强成像法以及优化的成像样品和Bridgman定向凝固装置,对低熔点的Sn-Bi和Sn-Pb合金的凝固进程进行实时成像研究, 成功地获得一系列丰富的等轴晶、柱状晶原位生长行为以及形貌演变的动态视频图像, 如柱状晶-等轴晶转变、枝晶间竞争生长、枝晶臂断裂游离等,这些成像结果为验证和完善已有的金属合金凝固理论提供了直接的第一手实验数据。 电场在金属熔体内会产生力和热等效应,能够很大程度影响着合金凝固过程的热量、溶质、动量传输继而枝晶生长及最终性能。本研究利用第三代上海同步辐射光源,在国际上首次实时成像观察到直流和脉冲电场下枝晶的动态生长行为和形貌演变过程,尤其是直接观察到枝晶尖端的分裂现象,并给出了合理的解释。 在该项目的资助下共发表了21篇论文,另有已录用待发表论文7篇。国际会议特邀报告3次,国内会议特邀报告1次。本项目基础研究成果可用于指导和优化合金凝固控制工程,如外场力涡流搅拌合金熔体细化、球化晶粒等工程实践。
英文主题词Dendritic growth; Synchrotron radiation; Electric current; Metal and alloys; Solidification