多相场模拟技术在共晶凝固研究中的应用PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　概述 1

1.2　共晶凝固理论的研究进展 2

1.2.1 经典共晶凝固理论的回顾 2

1.2.2　现代共晶凝固理论的研究进展 4

1.2.3 共晶形态的层-棒转变理论 8

1.3　相场法研究进展 10

1.3.1 相场模型 11

1.3.2　相场模型参数的确定方法 13

1.3.3 相场模型在凝固微观组织模拟中的应用 14

1.4　多相场模型 17

1.4.1 多相场模型的分类 17

1.4.2　典型的多相场模型 18

1.4.3 多相场模型的发展 20

1.5　共晶凝固领域的发展现状及亟待解决的问题 22

2　共晶凝固多相场模型及其数值求解 24

2.1　共晶凝固尖锐界面模型 24

2.2　共晶多相场模型 27

2.2.1 相场方程 28

2.2.2　溶质场方程 29

2.3　参数的确定 31

2.3.1　相场模型参数 31

2.3.2 计算参数 32

2.3.3 工艺参数 33

2.4　数值求解及后处理方法 33

2.4.1 初始条件 33

2.4.2 边界条件 33

2.4.3 方程的离散 34

2.4.4 后处理 35

2.5　程序流程 38

3　层片共晶形态稳定性的二维基准性研究 39

3.1　参数空间 39

3.2　CBr4-C2Cl6合金的形貌选择 40

3.2.1 亚共晶成分（η=0.2） 42

3.2.2　共晶成分 43

3.2.3　过共晶成分（η=0.5） 43

3.2.4　与实验结果的对比 44

3.3　模型合金的形貌选择 46

3.3.1 亚共晶成分（η=0.4） 47

3.3.2　共晶成分 47

3.3.3　过共晶成分（η=0.6） 48

3.4　层片共晶形态选择的机理分析 49

3.4.1 层片共晶形态选择规律 49

3.4.2　稳定性分析 50

3.4.3 稳定性图 51

4　CBr4-C2Cl6共晶合金的三维层片形态演化 55

4.1　三维模拟的建立 55

4.1.1　参数及初始条件 55

4.1.2 温度边界条件的确定 56

4.2　低厚度测试 60

4.2.1 亚共晶合金（η=0.2） 60

4.2.2 共晶合金 62

4.2.3　过共晶合金（η=0.5） 63

4.3　CBr4-C2Cl6合金三维形态演化 64

4.3.1 亚共晶合金（η=0.2） 64

4.3.2　共晶合金 65

4.3.3　过共晶合金（η=0.5） 67

5 CBr4-C2Cl6过共晶合金三维层片形态演化的厚度效应 77

5.1 初始层片间距小于最小过冷度层片间距时的厚度效应 77

5.1.1 形态演化 77

5.1.2　溶质分布 80

5.1.3　界面平均过冷度 82

5.2　初始层片间距接近最小过冷度层片间距时的厚度效应 84

5.3　初始层片间距大于最小过冷度层片间距时的厚度效应 86

5.4　层片厚度效应机制 88

6 不同抽拉速度下CBr4-C2Cl6共晶合金的三维形态选择 90

6.1　恒速条件下的共晶生长 91

6.1.1 不同抽拉速度下的形态选择 91

6.1.2　形态选择图 92

6.2　变速条件下的共晶生长 93

6.3　抽拉速度对形态选择的影响机制 98

6.3.1 基于最小过冷度原理的分析 98

6.3.2　应用理论模型验证 99

6.3.3 实验实例 100

7　共晶形态的层-棒转变 102

7.1　CBr4-C2Cl6共晶合金层-棒转变 102

7.1.1 液相溶质扩散系数DL的影响 102

7.1.2　初始成分的影响 104

7.1.3　初始层片间距的影响 105

7.2　模型合金层-棒转变 106

7.2.1 不同初始成分的亚共晶形态演化 106

7.2.2　形态选择图 108

7.3　共晶形态层-棒转变机制 109

7.4　实验结果 110

参考文献 112

附录 120

附录A　二维离散 120

附录B　三维离散 122