强静磁场对固溶体合金凝固时固-液平界面稳定性生长的影响

固液界面稳定性决定了合金凝固组织形态和成分分布均匀性。近来对强静磁场强烈改变定向凝固枝晶和共晶等组织形貌的研究表明该场能够显著影响固液界面的稳定性生长条件，此影响规律正有待被揭示；从界面稳定性角度来探讨这一从根本上决定晶体成分均匀性的研究也几乎没有。鉴于以上原因，本项目拟研究强静磁场对固溶体合金低速凝固时固液平界面稳定性生长的影响规律。在M-S模型热传导溶质扩散方程基础上，考虑不同对流方式下磁压力作用的N-S流体方程以及磁扩散方程，构建不同对流方式凝固时的强静磁场影响固液平界面稳定性生长的数学模型，结合定向凝固实验，揭示磁场的强度和方向对平界面生长失稳所对应的扰动频率、扰动振幅、生长速率、临界浓度以及温度梯度等参数的影响规律和机制，明确磁场抑制对流效应对界面稳定性条件的改变并最终对晶体成分分布产生的影响。本项目研究成果能够指导和优化合金凝固控制工程，如多组分、大直径的高质量半导体晶体生长。