lmers及其他的同事们在定向凝固方法考察液/固界面形态演绎的基础上提出了被人们称之为定量凝固科学的里程碑的成分过冷理论。5.1定向凝固的发展历史3在20世纪60年代,定向凝固技术成功的应用于航空发动机涡轮叶片的制备上,大幅度提高了叶片的高温性能,使其寿命加长,从而有力地推动了航空工业发展。近20年来,不仅开发了许多先进的定向凝固技术,同时对定向凝固理论也进行了丰富和发展,从Charlmers等的成分过冷理论到Mullins等的固/液界面稳定动力学理论(MS理论),人们对凝固过程有了更深刻的认识,从而又能进一步指导凝固技术的发展。4随着其他专业新理论的出现和日趋成熟及实验技术的不断改进,新的凝固技术也将被不断创造出来。定向凝固技术必将成为新材料的制备和新加工技术的开发提供广阔前景,也必将使凝固理论得到完善和发展。5在凝固过程中采用强制手段,在凝固金属和为凝固熔体中建立起特定方向的温度梯度,从而使熔体沿着与热流相反的方向凝固,获得具有特定取向柱状晶的技术。定向凝固6凝固过程中固液界面前沿液相中的温度梯度GL固液界面向前推进的速度RGL/R值是控制晶体长大形态的重要判据。定向凝固技术的工艺参数75.2.2定向凝固理论定向凝固技术实验的发展推动了凝固理论的发展和深入。Charlmers、Tiller等人在研究中发现在合金中液固界面前沿由于溶质富集将会产生“成分过冷”导致平衡界面失稳而形成胞晶核枝晶。首次提出了成分过冷理论。8纯金属的凝固过程正温度梯度下,固液界面前沿液体几乎没有过冷,固液界面以平面方式向前推进,即晶体以平面方式向前生长。负的温度梯度下,界面前方的液体强烈过冷,晶体以树枝晶方式生长。1、成分过冷理论9成分过冷理论能成功的判定低速生长条件下无偏析特征的平面凝固,避免胞晶或枝晶的生长。20世纪50年代Charlmers、Tiller等人首次提出单晶二元合金成分理论。10
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