表面张力各向异性对深胞晶生长的影响.pdf

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1、於巧■密缀；Ｈ寺啊枝木缉ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＢｅｉｉｎｇｙｊｇ博戀裹论文论文题目：表面张力各向异性对深胞晶生长的影响Ｂ２０１１０２８４学号：作者；蒋哈专业名称：材料加工工程２０１７年５月２４日表面张力各向异性对深胞晶生长的影响ｔｏ－ＥｆｆｅｃｆＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｓｕｒｆａｃｅｔ；ｅｎｓｉｏｎｏｎｄｅｅｐｃｅｌｌｕｌａｒｒｏｗｔｈｇ研究生姓名：蒋哈指导教师姓名：吴春京，王自东北京

2、科技大学材料学院北京１０００８３，中国ＤｏｃｔｏｒＤｅｇｒｅｅＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＪｉａｎｇＨａｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｗｕｃｈｕｎｊｉｎｇ，ＷａｎｇＺｉｄｏｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆｍａｉｌＳｉｅｎｃｅａｎｄＥｉｎｅｅｒｉｎｔｅｒａｓｃｎｇｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＢｅｉｉｎｙｇｙｊｇ３０ＸｕｅｙｕａｎＲｏａｄ，ＨａｉｄｉａｎＤｉｓｔｒｉｃｔＢｅｉｉｎ１０００８３，Ｐ．Ｒ．ＣＨＩＮＡｊｇ、么开：分类号；密级Ｕ

3、ＤＣ１°０°８：单位代码：北京科技大学博±学位论文论文题目；表面张为各向异性对深胞晶生长的影响作者：＾指导教师吴春京教授，王自东教授北京科技大学；指导小组成员：陈晓华副教授单位：；北京科技大学单位；论文提交日期；２０１７年５月学位授予单位：北京科技大学北京科技大学硕±学位论文致谢本文的研究工作是在吴春京教授和王自东教授的精屯、指导和关怀下完成的、。导师们渊博的学识开阔的学术思想引领着我渐渐步入学术科研领域。五年多的学习生活，导师们在科研和生活

4、上倾注的也血，使我在科研和人生观上取得了很大的进步。此论文研究工作的完成，也要感谢我校海外名师徐鉴君教授、数理学院陈明文教授、天津城市建设学院陈永强教授、昆明理工大学李向明副教授和新金属材料国家重点实验室陈晓华副教授在研究工作中给予的指导和支持。论文完成之际，谨向老师们致最崇高的敬意和最衷私的感谢。感谢与我一起成长，、共同进步的全体课题组成员谢谢他们与我在学习一、相互帮助生活中的相互勉励，起度过了美好的时光。，非常感谢我的父母最后、亲人和朋友对我的学习生活给予的理解和支持。－－１－ｉ

5、北京科技大学硕：学位论文摘要本义系统的介绍了深胞晶生长理论的发展过程，这是材料科学中的重大一一理论课题之－液界面微结构斑图这，研究了材料科学和加工过程中的固问题，得到了在定向凝固过程中，当表。利用匹配渐近展开法和多变量展开法面张力和界面动力学同为各向异性时一，深胞晶生长的致有效的渐近解，揭示了各向异性对定向凝固中深胞晶生长界面的影响。论文包括深胞晶生长的全局性理论和全局稳定性理论两部分工作：（：１）深胞晶生长的全局性理论在考虑表面张力和界面动力学同为各向异性的情况下，研究了它们的共同作用对

6、定向凝固中深胞晶生长的影响，得＾１到问题的解析解：＾及该解所对应的界面形状。研究表明，各向异性界面动力一学与各向异性表面张为的优选方向不定相同，假设它们之间相差的角度坏。当两种各向异性优选方向相同，即０。为０时，随着各向异性系数的增大，深胞晶的指状界面全长增大，根部底端的曲率半径会减小，即根部底端的曲率增大，且各向异性表面张力系数对深胞晶生长界面形状的影响更为显著。当Ｏ＜０＜７ｔ／４时，随着％增大，深胞晶的指状界面全长减小，根部底端的曲率？半径会减小，即根部底端的曲率增大；当兀／４＜０＜；ｒ／２时，随

7、着０增大，深０。胞晶的指状界面全长增大，根部底端的曲率半径会增大，即根部底端的曲率减少。（２）深胞晶生长的全局稳定性理论：通过对表面张力为各向异性的定常深胞晶生长的整体稳定性的研究发现，与表面张力为各向同性的定向凝固系统中深胞晶界面形态稳定性比较，表面张力各向异性的定向凝固中深胞晶生长界面形态也有两种整体不稳定性机制：整体波动不稳定性（ＧＴＷ）和低频不稳定性（１Ｆ），。随着表面张力各向异性的增加中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体波动不稳定性的不稳定区域减小，而中性模式产生弱振荡的胞晶结构的低频

8、不稳定性的不稳定区域增加。，，关键词：定向凝固，深胞晶各向异性，固液界面形态稳定性－－１１１北京科技大学硕±学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ－Ｉｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓｉｎｖｅｓｔｉａｔｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｆｔｈｅｄｅｅｃｅｒｗｅｍｅｎ