多相場模擬技術在共晶凝固研究中的應用

1 緒論
1.1 概述
1.2 共晶凝固理論的研究進展
1.2.1 經(jīng)典共晶凝固理論的回顧
1.2.2 現(xiàn)代共晶凝固理論的研究進展
1.2.3 共晶形態(tài)的層-棒轉變理論
1.3 相場法研究進展
1.3.1 相場模型
1.3.2 相場模型參數(shù)的確定方法
1.3.3 相場模型在凝固微觀組織模擬中的應用
1.4 多相場模型
1.4.1 多相場模型的分類
1.4.2 典型的多相場模型
1.4.3 多相場模型的發(fā)展
1.5 共晶凝固領域的發(fā)展現(xiàn)狀及亟待解決的問題
2 共晶凝固多相場模型及其數(shù)值求解
2.1 共晶凝固尖銳界面模型
2.2 共晶多相場模型
2.2.1 相場方程
2.2.2 溶質場方程
2.3 參數(shù)的確定
2.3.1 相場模型參數(shù)
2.3.2 計算參數(shù)
2.3.3 工藝參數(shù)
2.4 數(shù)值求解及后處理方法
2.4.1 初始條件
2.4.2 邊界條件
2.4.3 方程的離散
2.4.4 后處理
2.5 程序流程
3 層片共晶形態(tài)穩(wěn)定性的二維基準性研究
3.1 參數(shù)空間
3.2 CBr4-C2Cl6合金的形貌選擇
3.2.1 亞共晶成分(η=0.2)
3.2.2 共晶成分
3.2.3 過共晶成分(η=0.5)
3.2.4 與實驗結果的對比
3.3 模型合金的形貌選擇
3.3.1 亞共晶成分(η=0.4)
3.3.2 共晶成分
3.3.3 過共晶成分(η=0.6)
3.4 層片共晶形態(tài)選擇的機理分析
3.4.1 層片共晶形態(tài)選擇規(guī)律
3.4.2 穩(wěn)定性分析
3.4.3 穩(wěn)定性圖
4 CBr4-C2Cl6共晶合金的三維層片形態(tài)演化
4.1 三維模擬的建立
4.1.1 參數(shù)及初始條件
4.1.2 溫度邊界條件的確定
4.2 低厚度測試
4.2.1 亞共晶合金(η=0.2)
4.2.2 共晶合金
4.2.3 過共晶合金(η=0.5)
4.3 CBr4-C2Cl6合金三維形態(tài)演化
4.3.1 亞共晶合金(η=0.2)
4.3.2 共晶合金
4.3.3 過共晶合金(η=0.5)
5 CBr4C2Cl6過共晶合金三維層片形態(tài)演化的厚度效應
5.1 初始層片間距小于最小過冷度層片間距時的厚度效應
5.1.1 形態(tài)演化
5.1.2 溶質分布
5.1.3 界面平均過冷度
5.2 初始層片間距接近最小過冷度層片間距時的厚度效應
5.3 初始層片間距大于最小過冷度層片間距時的厚度效應
5.4 層片厚度效應機制
6 不同抽拉速度下CBr4-C2Cl6共晶合金的三維形態(tài)選擇
6.1 恒速條件下的共晶生長
6.1.1 不同抽拉速度下的形態(tài)選擇
6.1.2 形態(tài)選擇圖
6.2 變速條件下的共晶生長
6.3 抽拉速度對形態(tài)選擇的影響機制
6.3.1 基于最小過冷度原理的分析
6.3.2 應用理論模型驗證
6.3.3 實驗實例
7 共晶形態(tài)的層-棒轉變
7.1 CBr4-C2Cl6共晶合金層-棒轉變
7.1.1 液相溶質擴散系數(shù)DL的影響
7.1.2 初始成分的影響
7.1.3 初始層片間距的影響
7.2 模型合金層-棒轉變
7.2.1 不同初始成分的亞共晶形態(tài)演化
7.2.2 形態(tài)選擇圖
7.3 共晶形態(tài)層-棒轉變機制
7.4 實驗結果
參考文獻
附錄
附錄A 二維離散
附錄B 三維離散