定向凝固铝合金中复杂形态海藻晶的生长机理与动力学分岔行为研究

批准号:
51974257
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李双明
依托单位:
学科分类:
材料冶金加工
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李双明
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中文摘要
海藻晶是除了正常枝晶外的另外一种基本枝晶形态,而枝晶凝固又是金属合金凝固的基石,在凝固科学研究中占有重要地位。项目利用高温度梯度和激光快速定向凝固技术,结合现代材料分析方法(SEM/EBSD/TEM/HRTEM等),开展定向凝固下铝合金中海藻晶的生长与动力学分岔机制研究,重点探讨凝固速率和界面能各向异性对海藻晶形成的影响,构建凝固工艺参数和界面各向异性对合金凝固组织,包括海藻晶生长形态的选择规律图。其次,采用定向凝固速率跃迁的方法,开展铝合金中海藻晶凝固生长的分岔机理研究,通过海藻晶的分岔频率和波长来考察海藻晶尖端的分岔行为,结合海藻晶形态转变,界面形态不稳定性来分析其动力学生长过程,进一步澄清界面能各向异性控制和动力学各向异性控制两种海藻晶生长异同,揭示海藻晶与正常枝晶的竞争生长关系,获得复杂形态海藻晶动力学生长规律,上述规律取得将极大地拓展凝固组织研究的范畴,丰富合金凝固理论。
英文摘要
Dendrites, commonly observed in alloys solidification, have been the subject of considerable research both from points of scientific and technological view. Seaweed is identified as another fundamental dendritic pattern. The defining characteristic of seaweed is unsteady and strongly disordered with continuous splitting of the tips. The seaweed growth and what the effect of interface tension anisotropy on this pattern in real metallic alloys remain unknown. In this project, we employ high temperature gradient directional solidification and laser rapid directional solidification, combined with material analysis methods (SEM/EBSD/TEM/HRTEM) to study the growth and dynamical bifurcation mechanism of seaweed crystals in aluminum alloy. The influence of interfacial tension anisotropy and solidification process parameters on the formation of seaweed crystals are illustrated. Meanwhile, the dynamical bifurcation behavior of seaweed crystal in aluminum alloy is investigated by step-increasing and step-decreasing directional solidification. The seaweed tip splitting is characterized by the frequency and wavelength of interface morphology of seaweed. Different bifurcation mechanisms involving supercritical and subcritical behaviors are discussed to clarify the difference between interface-tension controlled and kinetic-anisotropy controlled seaweed growth. The competitive growth relationship between seaweed and regular dendrites are addressed. These seaweed growth results will deepen our understanding the complex dendritic pattern evolution in real metallic system and broaden the field of solidification theory.
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DOI:10.1016/j.jmrt.2022.02.011
发表时间:2022-02
期刊:Journal of Materials Research and Technology
影响因子:--
作者:Yumin Wang;Yarong Yang;Liang Qiao;Z. Liu;Hui-juan Xing;Shuangming Li
通讯作者:Yumin Wang;Yarong Yang;Liang Qiao;Z. Liu;Hui-juan Xing;Shuangming Li
DOI:10.1016/j.rinp.2021.104769
发表时间:2021-10
期刊:Results in physics
影响因子:5.3
作者:Yumin Wang;Zhong-li Liu;L. Qiao;Shuangming Li
通讯作者:Yumin Wang;Zhong-li Liu;L. Qiao;Shuangming Li
DOI:10.1021/acs.cgd.2c01211
发表时间:2023-02
期刊:Crystal Growth & Design
影响因子:--
作者:Yumin Wang;Zheng Shi;Shuangming Li;Xin Cao;Bin Yang;Z. Liu;Hui-juan Xing
通讯作者:Yumin Wang;Zheng Shi;Shuangming Li;Xin Cao;Bin Yang;Z. Liu;Hui-juan Xing
DOI:10.1016/j.jmst.2022.10.067
发表时间:2022-12
期刊:Journal of Materials Science & Technology
影响因子:--
作者:Yumin Wang;Bin Yang;Shuangming Li;Xin-Ling Cao;Z. Liu;Hui-juan Xing
通讯作者:Yumin Wang;Bin Yang;Shuangming Li;Xin-Ling Cao;Z. Liu;Hui-juan Xing
DOI:10.1007/s11661-023-07260-0
发表时间:2023-12
期刊:Metallurgical and Materials Transactions A
影响因子:--
作者:Yumin Wang;Shuangming Li;Cong Cao;Zhongli Liu;Hui Xing
通讯作者:Yumin Wang;Shuangming Li;Cong Cao;Zhongli Liu;Hui Xing
TGZM效应下宽结晶温度间隔CoSb3合金的凝固组织与性能研究
- 批准号:51774239
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:李双明
- 依托单位:
定向凝固羽毛状孪生枝晶形成条件与生长形态研究
- 批准号:51474174
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:李双明
- 依托单位:
大体积分数Laves相Cr-Nb-Ti三元合金定向共生生长与相选择研究
- 批准号:51074127
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:李双明
- 依托单位:
定向凝固金属间化合物棱面初生相生长形态转变与晶向选择规律研究
- 批准号:50971101
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:36.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:李双明
- 依托单位:
可控非稳态凝固过程对高梯度定向凝固共晶高温合金组织的作用机制
- 批准号:50401014
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:李双明
- 依托单位:
国内基金
海外基金
