界面能各向异性对定向凝固枝晶生长的影响*

摘要：

采用元胞自动机(cellular automaton, CA)模型研究了界面能各向异性对二维定向凝固枝晶生长的影响。模拟结果显示当晶体的择优生长方向与热流方向一致时,随着界面能各向异性强度的增大,凝固组织形态由弱界面能各向异性时的海藻晶转变为强界面能各向异性时的树枝晶。同时,界面能各向异性强度会影响稳态枝晶尖端状态的选择,界面能各向异性越强,定向凝固稳态枝晶尖端半径越小,尖端界面前沿的液相浓度和过冷度越小。稳态枝晶生长的尖端状态选择参数与界面能各向异性强度也存在标度律的指数关系,而枝晶一次间距则受界面能各向异性强度影响较弱。当晶体的择优生长方向与热流方向呈?40?夹角时随着界面能各向异性强度的增大,凝固组织形态由海藻晶逐渐转变为退化枝晶,后又逐渐转变为倾斜枝晶。

关键词：元胞自动机、枝晶、界面能各向异性

分类号：TG1;TG2

资助基金：国家自然科学基金50971102,51271213;国家重点基础研究发展计划9732011CB610402;高等学校学科创新引智计划08040;高等学校博士学科点专项科研基金20116102110016资助的课题

在线出版日期：2013-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：501-508