采用无容器凝固技术研究过冷熔体热物理性质

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1、·78·材料导报：综述篇20O9年7月(上)第23卷第7期采用无容器凝固技术研究过冷熔体热物理性质朱玉英，李强，何云华，王葛，王旭，高颖。，高静娜。(1燕山大学机械工程学院，秦皇岛066004；2燕山大学亚稳材料制备技术与科学重点实验室，秦皇岛066004；3河北科技大学材料科学与工程学院，石家庄050018；4燕山大学环境与化学工程学院，秦皇岛066004)摘要深过冷是获得特殊性能亚稳材料的一种非常重要的手段，采用无容器凝固技术可以在较低的冷却速度下实现并保持较长时间熔体的深过冷，使过冷熔体热物理性质参数的测量成为可能。介绍了电磁悬浮、助熔剂处理等几种常用的无容器凝固技术

2、，阐述了它们在测量过冷熔体比热容等热物理性质方面的应用，同时综述了过冷状态下熔体比热容等热物理性质的研究现状，并展望了今后的发展趋势。关键词无容器凝固过冷熔体热物理参数InvestigatingThermodynamicPropertiesofUndercooledMeltsUsingContainerlessSolidificationTechniquesZHUYuying，LIQiang”，HEYunhua，WANGGe，WANGXu，GAOYing。，GAOJingna。(1DepartmentofMechanicalEngineering，YanshanUniver

3、sity，Qinhuangdao066004；2KeyLaboratoryofMetastableMaterialsScience&Technology，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004；3DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang050018；4DepartmentofEnvironmentandChemicalEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao

4、066O04)AbstractDeepundercoolingisanall-importantmethodofformattingnewmetastablematerialswithparticularproperties．Usingcontainerlesssolidificationtechniques，deepundercolingcanberealizedatlowercoolingratesandlastforaperiodoftime，whichmakesthemeasurementofthethermodynamicpropertiesofdeepunder

5、coledmeltspossible．Inthispaperseveralmethodsofcontainerlesssolidificationtechniquesincommonuseareintroduced，suchaselectromagneticlevitation，fluxingtreatment，etc．andtheirapplicationonthemeasurementofthethermodynamicpropertiesofundercoledmeltsareexpatiated．Theinvestigationstatusofthethermody

6、namicpropertiesofunder—cooledmeltsareanalyzed，anditsdevelopmenttrendisdiscussed．Keywordscontainerlesssolidification，undercooling，melts，thermodynamicproperties冷状态下熔体的比热容等热物理性质是计算晶体形核速率，0前言确定枝晶尖端生长速度，深入研究过冷熔体的非平衡凝固机过冷是金属与合金在凝固过程中的一个本质特征，所有制及制备新型亚稳相的重要参数，对晶体形核和生长有着非熔体在形核结晶前在某种程度上都能够过冷[1]。深过冷可

7、常重要的影响，也是开展其他定量热力学计算中不可或缺的以通过快冷和无容器凝固2条途径获得。由于动力学原因，基础数据口。快冷时结晶过程被推迟甚至冻结，较易实现非平衡凝固，获近年来，深过冷熔体的热物理性质引起了人们的广泛兴得新型亚稳相，但其凝固过程非常快，很难直接测量得到熔趣，各国学者采用实验或计算机模拟等方法对深过冷熔体的体的比热容等热物理性质。采用助熔剂处理、悬浮等无容器比热、液固相之间的吉布斯自由能差AG等热力学参数进行凝固技术可以有效抑制结晶过程中非自发形核的产生，在较了初步的研究。实验条件下主要是利用悬浮、助熔