ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ НА ФАЗОВОЙ ГРАНИЦЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО РАСПЛАВА
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Аннотация
Объект исследования – линия роста свободного дендрита в переохлажденном расплаве чистого вещества. Изучено возмущенное состояние линии роста на конечном удалении от вершины дендрита. Именно в этой части фронта кристаллизации наблюдается появление боковых ветвей. Рассмотрены два основных варианта: апериодический и периодический по координате фон, по которому распространяется волна возмущения. Обнаружена важная роль характерного размера зоны пространственной неоднородности фона, даны количественные оценки пороговых значений этого размера. Изучены зависимости скорости волны от угла заострения линии роста и от ширины зоны неоднородности. Даны примеры, демонстрирующие, что направление движения волны (от вершины на периферию либо с периферии к вершине) влияет на морфологическую устойчивость/неустойчивость линии роста. Подробно изучены свойства параметра затухания возмущений. Численное моделирование свойств процесса роста выполнено для расплавов никеля и меди при переохлаждениях, равных соответственно 166 К и 180 К. Результатом расчетов является корреляция «скорость волны – угол заострения – размер зоны неоднородности», «параметр затухания – угол заострения». Представленная графическая информация демонстрирует количественные различия свойств роста дендритов никеля и меди.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Brener, E. A., Mel’nikov, V. I. (1991). Pattern selection in two-dimensional dendritic growth. Advances in Physics, 40(1), 53–97. DOI: 10.1080/00018739100101472.
Mullis, A. M. (2015). Deterministic side-branching during thermal dendritic growth IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, (84), 1–9. DOI: 10.1088/1757-899X/84/1/012071.
Glicksman, M. E. (2016). Capillary-mediated interface perturbations: Deterministic pattern formation. J. of Crystal Growth, 450, 119–139. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.03.031.
Strickland, J., Nenchev, B. (2020). On Directional Dendritic Growth and Primary Spacing – A Review. Crystals, 10(7), 627–656. DOI: 10.3390/cryst10070627.
Kurz, W., Rappaz, M., & Trivedi, R. (2021). Progress in modeling solidification microstructures in metals and alloys. Part II: dendrites from 2001 to 2018. Int. Mater. Rev., 66(1), 30–76. DOI: 10.1080/09506608.2020.1757894.
Shablovskii, O. N., & Krol', D. G. (2022). Dinamika neustoichivosti volnovykh vozmushchenii i bokovoe vetvlenie dendrita v pereokhlazhdennom rasplave [Dynamics of instability of wave disturbances and lateral branching of a dendrite in a supercooled melt]. Uspehi prikladnoj fiziki [Advances in Applied Physics], (2), 189–202. https://elibrary.ru/item.asp?id=48451163. (In Russ., abstr. in Engl.).
Wang, X., Li, K., Qin, X., Li, M., Liu, Y., An, Y., … Gong, J. (2022). Research on Mesoscale Nucleation and Growth Processes in Solution Crystallization: A Review. Crystals, (12), 1234–1255. DOI: 10.3390/cryst12091234.
Shablovskii, O. N. (2012). Morfologicheskie svoistva linii rosta dvumernogo dendrita v pereokhlazhdennom rasplave [Morphological properties of the growth line of a two-dimensional dendrite in a supercooled melt. Prikladnaya fizika [Applied Physics], (4), 40–46. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17913532. (In Russ., abstr. in Engl.).
Herlach, D. M., Galenko, P., Holland-Moritz, D. (2007). Metastable Solids from Undercooled Melts. Oxford: Pergamon.
Polyanin, A. D., Vyaz'min, A. V., Zhurov, A. I., & Kazenin, D. A. (1998). Spravochnik po tochnym resheniyam uravnenii teploi massoperenosa [Handbook on the exact solutions of heat and mass transfer equations]. – Moscow: Faktorial. (In Russ.)