强动力学过冷对类金属聚合物模型合金共晶生长作用机制研究
批准号:
52071264
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王楠
依托单位:
学科分类:
金属材料制备与加工
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王楠
中文摘要
界面动力学反映相变时界面处原子或分子附着的方式和能力,对共晶生长机制起重要作用。金属体系的动力学效应小,通常在深过冷条件下才能显现,而深过冷状态下一方面无法精确测量界面处的过冷度和生长速度,另一方面不能获取动力学过冷数据,因此难以定量揭示动力学效应对共晶生长的作用机制。类金属聚合物模型合金由于扩散系数小,在生长速度很低时就能获得强的动力学过冷,所以为定量研究强动力学效应提供了可能。但已有研究主要集中在聚合物模型合金等温过冷时的形貌及结晶分数研究方面,难以说明动力学效应的作用机理,所以亟待深入研究。本项目拟选取PEG基类金属聚合物共晶模型合金,采用原位观测定向凝固技术,实现低速生长下的强动力学效应,测量界面处过冷度及共晶相间距,定量获取界面动力学过冷度数据,阐明强动力学效应对聚合物共晶生长的作用规律,并将其与金属共晶体系中的动力学作用相比较,为揭示动力学效应对共晶生长的作用机制提供理论依据。
英文摘要
Interface kinetics reflects the attachment manner and ability of atoms or molecules to the interface, which plays a key role in the growth kinetic process in eutectic growth. The kinetic effect in metallic system is weak, and it usually becomes stronger under high undercooling condition. When undercooling is high, on one hand, the interface temperature and growth velocity are hard to measure; on the other hand, the part of kinetic undercooling cannot be determined quantitatively. This makes the quantitative description on interface kinetics is difficult. Metallic-like polymeric model alloys have small diffusion coefficient, in which strong interface kinetics can be obtained even though the growth velocity is quite low, leading to a possible way to quantitative investigation on interface kinetics. In the literatures, however, most studies on polymeric model alloys focused on the growth morphology and fraction of crystalline fraction under the isothermal condition. In the present project, several PEG based polymeric model eutectic alloys will be used to solidify by using the directional solidification technique combining in-situ observation method. The undercooling and eutectic lamellar spacing will be measured and the kinetic undercooling at interface will be determined, by which the contribution of the strong kinetic effect in polymeric eutectic could be clarified. Moreover, this kinetic effect will be compared with that in metallic eutectic systems. The results of this project will provide an in-depth insight into the effect of interface kinetics on eutectic growth.
本项目基于类金属聚合物模型合金由于扩散系数小,在生长速度很低时就能获得强的动力学过冷,为定量研究强动力学效应提供了可能的情况,选取了PEG基类金属聚合物共晶模型合金为研究对象,采用原位观测定向凝固技术,实现了低速生长过程,测量了界面处过冷度及共晶相间距,定量获取了界面动力学过冷度数据,阐明了强动力学效应对聚合物共晶生长的作用规律,并将其与金属共晶体系中的动力学作用相比较。取得的成果有:1)在不同生长速度下实现了PEG6000-TOX类金属聚合物共晶体系的定向生长,给出了界面生长参数的标度率;2)阐明了界面动力学过冷度和总过冷度的变化规律,表面共晶生长由界面扩散控制,揭示了界面动力学在强动力学体系中对共晶生长的作用机制;3)实现了聚合物共晶体系PEG6000-TOX在定向凝固过程中初始阶段生长过程,阐明了初始生长过程中的形貌演变规律,揭示了小面相初始生长动力学机制;4)研究了Cu100-xZrx(x=20-70)合金在激光熔凝条件下的“晶体相-非晶相”转变,与聚合物共晶体系的动力学过冷所占的比例进行比较,揭示了动力学效应对共晶生长的作用机制。. 以上成果阐明了类聚合物共晶生长的形貌演变规律,揭示了界面扩散而非分体扩散机制控制的机理决定了其强动学效应,为理解类金属聚合物共晶体系的生长机制提供了理论依据。本项目发表学术论文14篇,其中SCI收录14篇;培养博士生4人,硕士生1人,毕业博士生1人。
不同旋转轴条件下基体晶向对激光熔凝镍基单晶高温合金CET的作用机制
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批准号:51671160
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:王楠
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依托单位:
金属间化合物强动力学效应对非晶转变的作用机制研究
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批准号:51271149
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:王楠
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依托单位:
调幅分解对难混溶体系壳-核组织形成作用机制实时观测研究
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批准号:50971104
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2009
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负责人:王楠
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依托单位:
低扩散系数对Al-RE过共晶合金易非晶化内禀机理研究
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批准号:50871090
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2008
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负责人:王楠
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依托单位:
极端条件下复相合金的快速凝固过程研究
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批准号:50101010
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2001
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负责人:王楠
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依托单位:
国内基金
海外基金