多相场模拟技术在共晶凝固研究中的应用

1 绪论
1.1 概述
1.2 共晶凝固理论的研究进展
1.2.1 经典共晶凝固理论的回顾
1.2.2 现代共晶凝固理论的研究进展
1.2.3 共晶形态的层-棒转变理论
1.3 相场法研究进展
1.3.1 相场模型
1.3.2 相场模型参数的确定方法
1.3.3 相场模型在凝固微观组织模拟中的应用
1.4 多相场模型
1.4.1 多相场模型的分类
1.4.2 典型的多相场模型
1.4.3 多相场模型的发展
1.5 共晶凝固领域的发展现状及亟待解决的问题
2 共晶凝固多相场模型及其数值求解
2.1 共晶凝固尖锐界面模型
2.2 共晶多相场模型
2.2.1 相场方程
2.2.2 溶质场方程
2.3 参数的确定
2.3.1 相场模型参数
2.3.2 计算参数
2.3.3 工艺参数
2.4 数值求解及后处理方法
2.4.1 初始条件
2.4.2 边界条件
2.4.3 方程的离散
2.4.4 后处理
2.5 程序流程
3 层片共晶形态稳定性的二维基准性研究
3.1 参数空间
3.2 CBr4-C2Cl6合金的形貌选择
3.2.1 亚共晶成分(η=0.2)
3.2.2 共晶成分
3.2.3 过共晶成分(η=0.5)
3.2.4 与实验结果的对比
3.3 模型合金的形貌选择
3.3.1 亚共晶成分(η=0.4)
3.3.2 共晶成分
3.3.3 过共晶成分(η=0.6)
3.4 层片共晶形态选择的机理分析
3.4.1 层片共晶形态选择规律
3.4.2 稳定性分析
3.4.3 稳定性图
4 CBr4-C2Cl6共晶合金的三维层片形态演化
4.1 三维模拟的建立
4.1.1 参数及初始条件
4.1.2 温度边界条件的确定
4.2 低厚度测试
4.2.1 亚共晶合金(η=0.2)
4.2.2 共晶合金
4.2.3 过共晶合金(η=0.5)
4.3 CBr4-C2Cl6合金三维形态演化
4.3.1 亚共晶合金(η=0.2)
4.3.2 共晶合金
4.3.3 过共晶合金(η=0.5)
5 CBr4C2Cl6过共晶合金三维层片形态演化的厚度效应
5.1 初始层片间距小于最小过冷度层片间距时的厚度效应
5.1.1 形态演化
5.1.2 溶质分布
5.1.3 界面平均过冷度
5.2 初始层片间距接近最小过冷度层片间距时的厚度效应
5.3 初始层片间距大于最小过冷度层片间距时的厚度效应
5.4 层片厚度效应机制
6 不同抽拉速度下CBr4-C2Cl6共晶合金的三维形态选择
6.1 恒速条件下的共晶生长
6.1.1 不同抽拉速度下的形态选择
6.1.2 形态选择图
6.2 变速条件下的共晶生长
6.3 抽拉速度对形态选择的影响机制
6.3.1 基于最小过冷度原理的分析
6.3.2 应用理论模型验证
6.3.3 实验实例
7 共晶形态的层-棒转变
7.1 CBr4-C2Cl6共晶合金层-棒转变
7.1.1 液相溶质扩散系数DL的影响
7.1.2 初始成分的影响
7.1.3 初始层片间距的影响
7.2 模型合金层-棒转变
7.2.1 不同初始成分的亚共晶形态演化
7.2.2 形态选择图
7.3 共晶形态层-棒转变机制
7.4 实验结果
参考文献
附录
附录A 二维离散
附录B 三维离散