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Fe-3%Si合金薄带连铸板热处理过程层状异构组织演变的相场模拟研究 被引量：1
1
作者 杨玉芳 胡晋龙 +1 位作者 刘永博 王明涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期229-235,共7页
本研究基于Fe-3%Si合金铸轧板材组织特征,构建了不同类型柱状晶/等轴晶层状异构组织相场模型,实现了界面曲率为驱动力的情况下层状异构组织的高温粗化过程模拟,量化分析了层状异构特征对铸轧组织演化过程的影响规律。研究表明,由于晶粒... 本研究基于Fe-3%Si合金铸轧板材组织特征,构建了不同类型柱状晶/等轴晶层状异构组织相场模型,实现了界面曲率为驱动力的情况下层状异构组织的高温粗化过程模拟,量化分析了层状异构特征对铸轧组织演化过程的影响规律。研究表明,由于晶粒长径比对晶粒尖端曲率的影响,当初始状态下柱状晶长径比较高时,在界面曲率的驱动下最终会形成等轴化的多晶组织;反之则等轴化程度减小。明确了不同类型异构组织演化特征,相同退火时间下组织的等轴化程度受其层状异构特征的影响,这一现象的本质是等轴晶通过自身演化引起柱状晶两端曲率变化,诱发柱状晶间的相互“吞噬”并发生等轴化,柱状晶则在部分结构的组织中生长至带钢表面后停止生长,最终保持柱状特征。本研究进一步加深了对铸态薄带中初始凝固组织在后续热处理时演化过程的认识,对硅钢制备工艺优化具有重要的理论指导意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 Fe-3%Si合金 薄带连铸 相场模拟 组织演化
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基于相场模拟的应力辅助时效的NiTi形状记忆合金功能性能研究
2
作者 徐波 于超 +3 位作者 王宠 阚前华 王清远 康国政 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3507-3520,共14页
通过改进的耦合沉淀相析出和马氏体相变的相场模型模拟了应力辅助时效的NiTi单晶的超弹性、弹卡效应、单程形状记忆效应和应力辅助双程形状记忆效应,讨论了单一取向Ni_(4)Ti_(3)沉淀相对功能性能的影响以及背后的微观机理.模拟结果显示... 通过改进的耦合沉淀相析出和马氏体相变的相场模型模拟了应力辅助时效的NiTi单晶的超弹性、弹卡效应、单程形状记忆效应和应力辅助双程形状记忆效应,讨论了单一取向Ni_(4)Ti_(3)沉淀相对功能性能的影响以及背后的微观机理.模拟结果显示,由于单一取向Ni_(4)Ti_(3)沉淀相的强几何约束,超弹性过程和应力辅助双程形状记忆过程中的马氏体相变并不以马氏体条带快速扩宽的方式进行,而是以大量针状马氏体的形核与生长来实现,马氏体逆相变则以大量针状马氏体的缩减和消失来实现.含单一取向Ni_(4)Ti_(3)沉淀相的单晶系统具有优良的弹卡效应.对于单程形状记忆效应,含单一取向Ni_(4)Ti_(3)沉淀相的单晶系统在温度诱发马氏体相变过程中形成的孪晶面均与沉淀相惯习面平行,单一取向和两种取向的Ni_(4)Ti_(3)沉淀相对马氏体重取向的约束不同,对温度诱发马氏体逆相变的约束也不同,导致二者对应的应力-应变-温度曲线的差异.文章将为理解Ni_(4)Ti_(3)沉淀相对Ni Ti合金功能性能的影响提供见解,并为调控合金的马氏体相变、功能和力学性能提供参考. 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 Ni_(4)Ti_(3)沉淀相 相场模拟 功能性能
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Zr-2.5Sn合金高温腐蚀过程的相场模拟 被引量：1
3
作者 刘续希 高士森 +2 位作者 喇永孝 玉栋梁 柳文波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期258-267,共10页
本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生... 本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生长速率很高,但是受温度的影响不明显;随着氧化层厚度的增长,温度对氧化层生长曲线的影响变大,温度越高腐蚀速率越快.多晶Zr-2.5Sn合金腐蚀行为的模拟结果表明,在锆合金基体晶界处由于具有更大的氧扩散速率,氧化速率加快,并在金属-氧化层界面朝向金属基体一侧形成了沿晶界的具有更高浓度的O^(2–)带,且对氧化腐蚀速率的影响主要表现在氧化初期,相场模拟获得的腐蚀动力学曲线与实验结果符合非常好. 展开更多
关键词 相场模拟 Zr-2.5Sn 合金 腐蚀动力学 晶界腐蚀
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陶瓷型复合燃料烧结过程的相场模拟研究
4
作者 廖宇轩 申文龙 +2 位作者 吴学志 喇永孝 柳文波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期59-69,共11页
建立了陶瓷型复合燃料两相烧结过程的相场模型,利用该模型模拟了UN-U_(3)Si_(2)复合燃料的烧结过程.首先,研究了两相双晶粒在烧结过程中的烧结颈的演化过程.结果表明:具有较高表面能的晶粒在烧结颈形成过程中的表面形变更明显;两相双晶... 建立了陶瓷型复合燃料两相烧结过程的相场模型,利用该模型模拟了UN-U_(3)Si_(2)复合燃料的烧结过程.首先,研究了两相双晶粒在烧结过程中的烧结颈的演化过程.结果表明:具有较高表面能的晶粒在烧结颈形成过程中的表面形变更明显;两相双晶粒形成的平衡二面角的大小取决于两相的晶界能与表面能的比值;两相不等大的双晶粒之间未发生大晶粒吞噬小晶粒现象.然后,研究了烧结过程中的两相三晶粒之间的气孔收缩和三叉晶界的演化,以揭示符合燃料烧结过程中气孔的演变规律.结果发现,两相三晶粒形成的三叉晶界夹角偏离了120°,晶界处的高能势垒阻碍了气孔的空位沿晶界的扩散,导致三叉晶界处的气孔收缩速率减慢.最后,研究了两相陶瓷型复合燃料的多晶烧结过程.不同体积分数比的两相多晶烧结组织形貌演化的模拟结果表明,晶界扩散在两相烧结过程中起主要作用,体积分数较大的相的晶粒生长占据主导地位,两相晶粒之间存在阻碍晶界迁移的作用,同相晶粒之间存在晶粒迁移现象. 展开更多
关键词 相场模拟 复合燃料 烧结 晶粒生长 晶界与相界
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定制电解液或隔膜实现锂离子各向异性输运从而抑制枝晶生长:相场模拟研究
5
作者 李亚捷 陈斌 +4 位作者 王依平 邢辉 赵伟 张更 施思齐 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期71-72,共2页
电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有... 电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(D_(L))表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_(yy):D_(xx)比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_(yy):D_(xx)=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan(0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。 展开更多
关键词 锂枝晶 相场模拟 电解质 隔膜 锂离子扩散系数
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外加载荷对热弹性马氏体正-逆相变影响机制的相场模拟研究
6
作者 王丽红 满蛟 +2 位作者 姜一鸣 刘庚根 周建平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期222-228,共7页
本工作建立了一种新的马氏体逆相变的相场模型,以Cu-Al-Ni合金为例,研究了热弹性马氏体正相变和逆相变的演化规律,揭示了热弹性马氏体的形状记忆效应。同时模拟了拉伸释放弹性应变能这种机制对热弹性马氏体相变和热弹性马氏体逆相变的作... 本工作建立了一种新的马氏体逆相变的相场模型,以Cu-Al-Ni合金为例,研究了热弹性马氏体正相变和逆相变的演化规律,揭示了热弹性马氏体的形状记忆效应。同时模拟了拉伸释放弹性应变能这种机制对热弹性马氏体相变和热弹性马氏体逆相变的作用,研究了外加载荷对马氏体逆相变温度As的影响。模拟结果表明:应变能是形状记忆合金马氏体相变的阻力,是其逆相变的驱动力。在马氏体正相变过程中,拉伸载荷释放了应变能,降低了相变阻力,从而对马氏体相变起促进作用;在马氏体的逆相变过程中,由于拉伸载荷降低了马氏体所储存的应变能,因而降低了逆相变过程的驱动力,使合金逆相变As温度升高,进而提高了热弹性马氏体的低温稳定性。模拟结果与实验结果相一致。 展开更多
关键词 相场模拟 弹性应变能 Cu-Al-Ni合金 马氏体逆相变 逆相变起始温度
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相场模拟研究AZ31B镁合金的动态再结晶
7
作者 许可 盛杰 +3 位作者 刘瑜 黄厚兵 施小明 宋海峰 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期49-58,共10页
镁合金被广泛应用于材料科学、航空航天及军事装备等领域。实验发现,镁合金材料在动态加载下的力学响应与介观尺度不连续动态再结晶紧密相关。为此,构建了镁合金动态再结晶的相场模型,以AZ31B镁合金为研究对象,模拟了不同温度(250~400℃... 镁合金被广泛应用于材料科学、航空航天及军事装备等领域。实验发现,镁合金材料在动态加载下的力学响应与介观尺度不连续动态再结晶紧密相关。为此,构建了镁合金动态再结晶的相场模型,以AZ31B镁合金为研究对象,模拟了不同温度(250~400℃)、低应变率(0.01~1.00 s^(-1))加载下的不连续动态再结晶演化过程。再结晶相场模型耦合了塑性应变,实现了应力-应变曲线与再结晶组织演化的迭代求解。模拟发现,再结晶晶粒的体积分数和平均晶粒尺寸随温度的升高而明显增大,随应变率的增大而减小。 展开更多
关键词 相场模拟 镁合金 动态再结晶 力学响应
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机器学习辅助相场模拟预测锂离子输运参数对电池枝晶最大生长高度和空间利用率的影响
8
作者 李亚捷 王依平 +3 位作者 陈斌 林海龙 张更 施思齐 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2864-2870,共7页
在锂基电池反复充放电的过程中,锂离子在负极表面的不均匀沉积会导致不可控的枝晶生长,进而严重影响电池的安全性能。相场模拟方法是描述和预测枝晶生长的有力手段,然而求解描述场变量演化的偏微分方程组对计算资源的要求较高。机器学... 在锂基电池反复充放电的过程中,锂离子在负极表面的不均匀沉积会导致不可控的枝晶生长,进而严重影响电池的安全性能。相场模拟方法是描述和预测枝晶生长的有力手段,然而求解描述场变量演化的偏微分方程组对计算资源的要求较高。机器学习因能快速拟合历史数据中的潜在规律以实现材料性能的预测,已被广泛用于电池材料性能预测与筛选、电池健康状况评估等方面。本文以锂离子输运参数对电池枝晶形貌的影响为例,通过相场模拟收集不同锂离子扩散系数与离子电导率对应的枝晶图像,基于这些数据训练机器学习模型,进而预测给定离子输运参数所对应的枝晶描述因子(枝晶最大生长高度和空间利用率)。结果表明K-最邻近(K-nearest neighbors)模型可以较为精准地刻画离子输运参数与两种枝晶描述因子之间的联系(R^(2)为0.995和0.992),同时机器学习模型对锂离子输运参数与枝晶描述因子间构效关系的挖掘方式及枝晶描述因子的区间范围都会影响预测结果的准确性。本文能够有效降低计算成本,有助于指导高效地设计具有枝晶抑制性能的电池材料体系。 展开更多
关键词 扩散系数 离子电导率 枝晶描述因子 相场模拟 机器学习
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电场作用下二元高分子共混体系微观组织演化的相场模拟
9
作者 邢文琪 覃众垚 +1 位作者 郭建超 张刚 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期963-970,共8页
高分子复合材料具有单个高分子材料所不具备的优异性能。为探究电场作用下二元高分子共混体系微观组织演化及动力学过程,基于形貌和各向异性参数,采用相场法进行了数值模拟。采用高精度的半隐式傅立叶谱法,求解修改的非线性Cahn-Hilliar... 高分子复合材料具有单个高分子材料所不具备的优异性能。为探究电场作用下二元高分子共混体系微观组织演化及动力学过程,基于形貌和各向异性参数,采用相场法进行了数值模拟。采用高精度的半隐式傅立叶谱法,求解修改的非线性Cahn-Hilliard-Cook (CHC)扩散方程。模拟结果表明,外加电场对高分子共混体系相分离的微观组织及动力学过程有着显著影响。在外加电场作用下,随着时间进行,各向异性参数逐渐增大,最终达到稳定,并且电场越强,各向异性参数的初始值越大。此外,体系的初始成分对电场取向的动力学过程影响显著,尤其对具有临界成分的体系,电场的取向作用更强且更显著。最后,研究揭示了电场对高分子共混物相分离过程的作用机理。研究结论有助于设计并指导合成具有各向异性微观结构及优异性能的高分子复合材料。 展开更多
关键词 电场 二元高分子共混体系 相分离 相场模拟 微观组织
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非对称二元高分子共混体系微观组织演化的相场模拟
10
作者 郭建超 覃众垚 张刚 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6327-6335,共9页
采用相场法,研究了混溶间隙的非对称程度对二元高分子共混体系微观组织演化及动力学的影响。通过使用半隐式傅里叶频谱法,求解了非线性Cahn-Hilliard-Cook扩散方程,并探索了混溶间隙的非对称程度对二元高分子共混体系热力学和动力学的... 采用相场法,研究了混溶间隙的非对称程度对二元高分子共混体系微观组织演化及动力学的影响。通过使用半隐式傅里叶频谱法,求解了非线性Cahn-Hilliard-Cook扩散方程,并探索了混溶间隙的非对称程度对二元高分子共混体系热力学和动力学的影响。结果表明,混溶间隙的不对称程度显著地影响了体系的微观组织演化及相分离动力学。此外,初始成分对体系组织演化的路径也起着关键作用。对于非对称高分子共混体系,在现有的研究基础上发现了液滴-交联和交联-液滴新的结构转变机制,其归因于两相非对称的动力学过程。此外,体系的非对称程度也会影响其他动力学特征,即结构因子和特征尺寸。结果有助于揭示非对称高分子体系的相分离过程,为合成具有可控微观组织及物理性能的高分子复合材料提供了理论依据。 展开更多
关键词 非对称 高分子共混体系 微观组织 相场模拟
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陶瓷烧结过程孔隙演化的二维相场模拟 被引量：17
11
作者 景晓宁 倪勇 +1 位作者 何陵辉 赵建华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期1078-1082,共5页
采用二维相场模型模拟陶瓷烧结过程中颗粒间孔隙的演化过程.选取四方堆积颗粒间气孔作为对象.通过连续的密度场和长程取向场（LRO）描述烧结体的微结构,密度场的演化由Cahn-Hillard（CH）方程控制,而颗粒的取向场演化由时间相关的Ginzbu... 采用二维相场模型模拟陶瓷烧结过程中颗粒间孔隙的演化过程.选取四方堆积颗粒间气孔作为对象.通过连续的密度场和长程取向场（LRO）描述烧结体的微结构,密度场的演化由Cahn-Hillard（CH）方程控制,而颗粒的取向场演化由时间相关的Ginzburg-Laudau（TDGL）方程控制.上述非线性演化方程利用半隐傅立叶频域法求解.模拟结果反映了颗粒间接触,烧结颈生长和气孔球化的微观过程.量化计算烧结颈生长率以及在不同晶界和表面迁移率比值时的烧结率,较好地符合理论分析的趋势. 展开更多
关键词 二维相场模拟 陶瓷 烧结 孔隙 微结构演化 扩散相场模型
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固相烧结后期晶粒和气孔拓扑生长演化的二维相场模拟 被引量：12
12
作者 景晓宁 赵建华 何陵辉 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期170-173,共4页
本文采用二维相场模型模拟固相陶瓷烧结后期 ,晶粒和气孔耦合生长演化过程。以连续变化的组分参量和长程序参量 (LRO)表征微观烧结体的组分相和晶相扩散拓扑结构 ,由Cahn Hillard(CH)方程和Ginzburg Laudau(TDGL)方程分别控制组分场和... 本文采用二维相场模型模拟固相陶瓷烧结后期 ,晶粒和气孔耦合生长演化过程。以连续变化的组分参量和长程序参量 (LRO)表征微观烧结体的组分相和晶相扩散拓扑结构 ,由Cahn Hillard(CH)方程和Ginzburg Laudau(TDGL)方程分别控制组分场和取向场时间相关的扩散演化 ,并且利用半隐傅立叶频域法高效地模拟了烧结后期晶粒和气孔拓扑形貌的演化过程和统计分析生长参数 ,并通过与完全致密体晶粒生长速率比较 。 展开更多
关键词 烧结后期 晶粒 气孔 拓扑生长演化 二维相场模拟 陶瓷 固相烧结 孔隙耦合生长演化 相场模型
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基于相场模拟与MATLAB GUI的高电压技术可视化教学与仿真实验 被引量：11
13
作者 朱明晓 陈继明 孟庆伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第12期155-159,共5页
为了充实高电压技术课程的教学手段,采用相场模拟和MATLAB图形用户界面(GUI)开发了一款可视化教学与实验软件,实现了不同电极结构、单种绝缘介质与复合绝缘介质中电场分布与击穿过程的直观模拟。通过自行定义电极-绝缘结构、绝缘介质物... 为了充实高电压技术课程的教学手段,采用相场模拟和MATLAB图形用户界面(GUI)开发了一款可视化教学与实验软件,实现了不同电极结构、单种绝缘介质与复合绝缘介质中电场分布与击穿过程的直观模拟。通过自行定义电极-绝缘结构、绝缘介质物理参数、外施电压幅值与频率等输入参数,该教学与实验软件能够强化学生对气体、液体、固体和复合绝缘介质击穿过程及其影响因素的理解,达到提升教学质量的效果。 展开更多
关键词 高电压技术 虚拟实验 电场分布 固体击穿 相场模拟
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直拉硅单晶中双空洞长大动力学的相场模拟 被引量：3
14
作者 关小军 王进 +1 位作者 张向宇 曾庆凯 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1207-1212,共6页
为了研究硅单晶直拉法生长过程中双空洞的长大动力学以及空洞间的相互作用机理,采用已建立的空洞演化的相场模型及其应用程序,模拟研究了直拉硅单晶生长过程中双空洞演化和相关因素的影响规律。结果表明:所建相场模型能够有效地模拟基... 为了研究硅单晶直拉法生长过程中双空洞的长大动力学以及空洞间的相互作用机理,采用已建立的空洞演化的相场模型及其应用程序,模拟研究了直拉硅单晶生长过程中双空洞演化和相关因素的影响规律。结果表明:所建相场模型能够有效地模拟基体中空位扩散和双空洞长大的过程;双空洞长大趋势随着模拟时间和初始空位浓度的增强而加强;随着空洞初始中心间距的增加和初始空位浓度的减小,双空洞长大由相互融合模式转变为独立长大模式。 展开更多
关键词 硅单晶 直拉法生长 相场模拟 双空洞 长大动力学
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平均空位径向扩散通量对直拉硅单晶空洞演化影响的相场模拟 被引量：6
15
作者 张向宇 关小军 +3 位作者 曾庆凯 潘忠奔 张怀金 王进 《徐州工程学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第2期41-45,共5页
直拉硅单晶中空洞的大小和数目对其性能有着至关重要的影响.采用已有的与晶体生长温度场有限元模型相耦合的空洞演化相场模型及其应用程序,模拟研究了不同的平均径向扩散通量对直拉单晶硅生长过程中空洞形貌及其分布状态演化的影响规律... 直拉硅单晶中空洞的大小和数目对其性能有着至关重要的影响.采用已有的与晶体生长温度场有限元模型相耦合的空洞演化相场模型及其应用程序,模拟研究了不同的平均径向扩散通量对直拉单晶硅生长过程中空洞形貌及其分布状态演化的影响规律.结果表明:平均空位径向扩散通量的变化对于空洞演变阶段性及其形貌特征影响不大;随着平均空位径向扩散通量的增加,空洞的孕育阶段缩短,形核长大阶段延长,空洞平均尺寸及分数增加. 展开更多
关键词 单晶硅 直拉法 空洞 空位径向扩散通量 相场模拟
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液相线铸造法半固态金属组织特征的相场模拟研究 被引量：2
16
作者 白锐 周志敏 +1 位作者 宋协青 杜娜 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期490-493,共4页
液相线铸造法是获取均匀、细小非枝晶组织半固态合金浆料的一种新工艺。凝固过程的相场模拟表明,金属凝固组织形成枝晶的趋向随过冷度加大而增强,长大速度随之显著加快。液相线铸造时结晶凝固过程在枝晶形成趋向很小、长大速度较慢的过... 液相线铸造法是获取均匀、细小非枝晶组织半固态合金浆料的一种新工艺。凝固过程的相场模拟表明,金属凝固组织形成枝晶的趋向随过冷度加大而增强,长大速度随之显著加快。液相线铸造时结晶凝固过程在枝晶形成趋向很小、长大速度较慢的过冷度范围完成,故应得到细小非枝晶组织;液相线铸造法浇注前熔体在液相线温度附近保温,发生双相区等温结晶分解过程,该过程的相场模拟显示,这一分解作用促成大量形核,导致在随后的浇注熔体中生长成大量均匀、细小非枝晶组织;二次加热至双相区,引起部分熔化和重新分解结晶,同理会使组织进一步得到改善。 展开更多
关键词 半固态金属 铸造组织 相场模拟 液相线铸造
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低体积分数相析出过程的相场模拟 被引量：2
17
作者 由园 闫牧夫 陈义强 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1171-1174,共4页
通过构建局域自由能函数,并考虑晶界对析出过程的影响,建立了低体积分数相析出过程的相场模型,模拟了溶质体积分数为2%的体系中第二相在晶界和晶内析出及其演变过程.结果表明,在相同相场步条件下,晶粒空间矢量平方和的幂指数项(∑η_i^... 通过构建局域自由能函数,并考虑晶界对析出过程的影响,建立了低体积分数相析出过程的相场模型,模拟了溶质体积分数为2%的体系中第二相在晶界和晶内析出及其演变过程.结果表明,在相同相场步条件下,晶粒空间矢量平方和的幂指数项(∑η_i^2)~μ决定了第二相在晶界和晶内的析出比例;晶内析出相的比例随μ值的减小而增加;析出相尺寸的大小取决于浓度场梯度能系数(?)值的高低;μ=1或较大(?)时,析出相全部集中于晶界上. 展开更多
关键词 低体积分数 相析出 相场模拟
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静磁场对熔融液滴振荡变形影响的相场模拟 被引量：1
18
作者 石万元 张凤超 +1 位作者 田小红 沈骏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期382-387,共6页
为了解静磁场作用下熔融液滴振荡过程的特征,采用相场法数值模拟了硅熔体液滴的界面变形和内部对流过程,分析了轴向静磁场对初始形状为二阶Legendre函数硅熔体液滴界面振荡和内部对流的影响.研究表明:施加静磁场以后,液滴收缩较快,说明... 为了解静磁场作用下熔融液滴振荡过程的特征,采用相场法数值模拟了硅熔体液滴的界面变形和内部对流过程,分析了轴向静磁场对初始形状为二阶Legendre函数硅熔体液滴界面振荡和内部对流的影响.研究表明:施加静磁场以后,液滴收缩较快,说明静磁场抑制了液滴内部流动;随着磁场强度从0增加至0.9 T,流函数最大值从0.57减小到0.08,液滴的界面振荡和内部对流逐渐减弱,液滴的长短轴比更快趋近于1,但磁场对液滴的振荡周期没有明显影响,显示相场法能够模拟密度较大的熔融液滴的界面振荡和内部对流过程. 展开更多
关键词 相场模拟 静磁场 液滴 硅熔体
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DD5镍基单晶高温合金凝固过程元素偏析的相场模拟 被引量：2
19
作者 张强 杨泽南 +1 位作者 王祯 杨志刚 《航空制造技术》 2017年第23期48-53,共6页
作为航空发动机涡轮工作叶片的主要材料,镍基单晶高温合金凝固过程中的元素偏析易造成组织的不均匀性,进而影响其高温力学性能。选取国产二代单晶高温合金DD5作为研究对象,以3mm/min的抽拉速率制备单晶试棒,通过组织观察与热力学计算确... 作为航空发动机涡轮工作叶片的主要材料,镍基单晶高温合金凝固过程中的元素偏析易造成组织的不均匀性,进而影响其高温力学性能。选取国产二代单晶高温合金DD5作为研究对象,以3mm/min的抽拉速率制备单晶试棒,通过组织观察与热力学计算确定其铸态组织的相组成,包括γ相,γ’相与碳化物。采用电子探针显微分析对合金元素在枝晶干与枝晶间的偏析行为进行了线扫描,确定Re、W的正偏析及Al、Ta负偏析特性,且枝晶间的碳化物中Ta含量较高,推测其为MC型碳化物。在此基础上借助Micress相场软件,对凝固过程的组织形貌演化与元素偏析行为进行了模拟,其形貌特征与光镜组织观察结果相一致,元素分布与EPMA结果相符。 展开更多
关键词 单晶高温合金 合金元素 偏析 相场模拟
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极地船海水系统冰晶生长对换热器性能影响的相场模拟 被引量：3
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作者 徐立 陈尚海 +1 位作者 江焕宝 张来来 《中国修船》 2017年第2期45-48,共4页
文章根据极地环境下,船舶海水系统内冰晶生长的特点,分析不同无量纲过冷度下冰晶生长对换热器性能的影响,对其进行相场模拟,找出换热器的最佳工作区间。模拟结果表明,无量纲过冷度由0.3上升到0.6时,凝固潜热的释放越来越容易,冰晶与换... 文章根据极地环境下,船舶海水系统内冰晶生长的特点,分析不同无量纲过冷度下冰晶生长对换热器性能的影响,对其进行相场模拟,找出换热器的最佳工作区间。模拟结果表明,无量纲过冷度由0.3上升到0.6时,凝固潜热的释放越来越容易,冰晶与换热器的换热越来越充分,换热器的效率不断提升。但是当无量纲过冷度达到0.5和0.6时,冰晶的生长速度过快,在海水管道系统内形成冰堵,导致船舶换热器无法正常运行。综合考虑,应将无量纲过冷度控制在0.4附近,才能保证船舶换热器正常高效的运行。 展开更多
关键词 极地船 海水系统 相场模拟 过冷度 冰晶生长 换热器
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