影响金属匀质形核过冷度的因素

将热力学因素和动力学因素对金属匀质形核过冷度的影响统一起来,建立了匀质形核的过冷度方程。结果表明：金属的匀质形核过冷度与金属的形核驱动力因子、体积及冷却速度有关．对同一金属来说,其匀质形核过冷度随液态金属体积的减小或冷却速度的增大而增大,当液态金属体积与冷却速度的比值减小到一临界值时,金属的匀质形核过冷度增大到其最大值;在液态金属体积与冷却速度的比值一定时,金属的匀质形核过冷度随其形核驱动力因子的增大而增大     

过冷纯金属熔体中热扩散系数对其枝晶生长的影响

采用相场模型和有限差分方法，模拟了过冷纯金属熔体的枝晶生长，计算区域为二维正方形均匀网格．建立了不同热扩散条件下尖端过冷度、速度、半径随时间变化的关系；此外研究发现枝晶稳定生长时，其尖端过冷度和速度与热扩散系数成正比，尖端半径与热扩散系数成反比．     

液态金属的深过冷及其凝固组织

深过冷熔体能够在低速冷却的情况下实现快速凝固 ,因而深过冷技术引起了人们的关注 ,并在这方面取得了很多成果 .本文分析了深过冷的热力学及动力学基础 ,综述了近年来深过冷技术的发展以及人们在其凝固特征方面的研究发现 .随着深过冷工艺的提高 ,可以获得的过冷度已大大超过了以前人们普遍认为均质形核所能达到的最大过冷度 0 .2Tm.深过冷的凝固组织使晶粒细化、杂质分布改善 ,普遍具有强韧化效果 .此外 ,利用深过冷技术还能制备常规凝固条件下不能得到的一些具有优异性能的新材料     

深过冷镍单晶形成的临界过冷度计算

对深过冷金属熔体中单晶形成的临界过冷进行了理论研究,结果表明：过冷度增大到一临界值后,金属熔体的形核点必须减小到１。过冷金属熔体中单晶形成的临界过冷度不仅与金属的本身性质有关,而且也与熔体的冷却速度ｖｃ和金属的体积Ｖ有关。本文计算得到的过冷镍金属熔体中单晶形成的理论过冷度与有关实验结果完全吻合。     

小样品快速冷却自动测控实验系统的研制

设计并研制了一种小样品快速冷却实验台的自动测控系统，该系统包括弹射触发控制单元、小样品沉浸速度测量单元及小样品在冷却过程中的温度测量单元，各测量单元在计算机的控制调度下同步进行．将该系统应用于生物小样品在过冷液氮快速冷却的试验研究，结果表明，测控系统测量误差小，控制精度和可靠性高，测量结果符合理论与试验要求．     

过冷纯金属熔体中热扩散系数对其枝晶生长的影响

采用相场模型和有限差分方法，模拟了过冷纯金属熔体的枝晶生长，计算区域为二维正方形均匀网格. 建立了不同热扩散条件下尖端过冷度、速度、半径随时间变化的关系；此外研究发现枝晶稳定生长时，其尖端过冷度和速度与热扩散系数成正比，尖端半径与热扩散系数成反比.     

硝酸钠晶体接触成核的形成和成长

作者采用显微摄影技术对NaNO_3-H_2O系统中的接触成核现象进行了研究,用一个NaNO_3母晶的(100)晶面靠滑动与玻片进行接触。当母晶在饱和溶液中进行接触时,没有接触核形成,但在过饱和溶液中进行接触时,却形成了接触核。这个研究结果说明,必须有一个生长的晶体表面才能形成晶核,母晶的破碎并非晶核的来源。通过连续摄影测出了晶核的成长速率。每粒单晶的成长速率均不随时间而变,但各晶体的成长速率却有所不同,并发现其成长速率受该晶核的初始尺寸及溶液过冷度(即过饱和度)所影响。用线性回归法处理实验数据,分别关联出了在相同过冷度条件下晶体成长速率与初始尺寸的关系。最后再用最小二乘法关联其在各个过冷度条件下所得的结果,得出了NaNO_3接触成核成长速率的数学模型。     

Nb对低碳微合金钢相变的影响

采用Gleeble-1500D型热模拟机测定了不同含铌量低碳微合金钢在不同冷却速度下,过冷奥氏体连续冷却相变点,分析观察了显微组织,测定了其显微硬度.得出:在同一冷却速度下,随着含铌量的提高,过冷奥氏体连续冷却相变点降低,容易出现条片状贝氏体铁素体,显微硬度提高;在相同成分下,随着冷却速度的增加,含铌钢中铁素体越来越细小,由等轴状大块铁素体组织向条片状贝氏体铁素体转变.     

轻气炮汽冷低温靶系统的研制

直接用低温液体储运杜瓦瓶作为冲吉压缩实验液氮靶的冷源，通过调节外部加热电压，控制瓶底安装的加热元件的功率，从而调节氮过冷蒸汽的流量，与液氮直接冷却相比，过冷汽靶具有操作安全，靶经受的热冲击小，冷却效果均匀的特点，调节样品室的气压和冷却速度能够清晰地观测到样品物相的变化，为准确测量低温物态方程，扩大冲击压缩实验的范围提供了可靠的技术平台，给出了液态CO2样品的实验结果。     

散现成核对聚合物等温结晶动力学过程影响的模拟实验研究

为研究散现成核对聚合物等温结晶动力学过程的影响，以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）为样品，用计算机模拟聚合物等温结晶过程，建立晶核随时间变化的数学模型．结果发现，潜在晶核越快地转变成生长的晶核，模拟实验数据处理的曲线越早地偏离Avrami理论直线，散现成核是聚合物等温结晶实验数据处理曲线偏离理论直线的原因之一．     

小样品在过冷液氮中淬冷时冷却速率的实验研究

本文通过小样品在常压过冷液中的淬冷实验，提示了液氮过冷度和样品尺寸对小样品淬冷进冷却速率的影响。实验结果表明，增加液氮过冷度、减小样品尺寸均能有效地提高样品的冷却速率，对小生物体的低温保存和低温固定非常有利。     

过冷熔体中的强制枝晶生长

过冷熔体中的强制枝晶生长＊谢发勤①张军②傅恒志③细（或超细）柱晶组织及其叶片类产品，都是在液／固界面前沿熔体处于过热状态下形成的，如传统的快速凝固（ＨＲＳ）、液态金属冷却（ＬＭＣ）等定向凝固工艺。在过冷熔体中，由于形核的不可预测性和晶体生长的随机性，...     

磷对Al-70%Si合金初生硅生长方式的影响

为了探究磷元素对初生硅生长的影响和磷元素的变质机理,通过电磁悬浮熔炼设备对加入磷元素的Al-70%Si合金进行了深过冷处理,使用高速摄影仪记录了Al-70%Si合金熔体凝固过程中的动态画面,采用扫面电镜分析了凝固后的试样表面形貌.实验结果表明:加入磷元素后,初生硅依然具有三种生长方式:小平面生长、中间方式生长和非小平面生长;磷元素可以明显地改变三种生长方式之间转变的临界过冷度;当磷的加入量为0.5%时,初生硅由小平面生长过渡到中间方式生长的临界过冷度ΔT1为92K,由中间方式生长过渡到非小平面生长的临界过冷度ΔT2为206K;当磷的加入量为1.0%时,相应的临界过冷度ΔT1和ΔT2分别为56K和179K.     

振动对无机盐相变材料过冷度的影响

通过对无机盐溶液相变材料冷却过程施加振动,研究了振动对蓄冷剂过冷度的影响.实验采用10%碳酸钠溶液作为蓄冷剂,振动功率变化为0~20 W.在恒温槽内温度为-6.7℃时,比较了蓄冷剂有无振动条件下的步冷过程;以及恒温槽内温度为-7.2℃时,振动强度为0~20 W的步冷过程.结果表明:振动加快了蓄冷剂的冷却速度、缩短了冷却时间、减小了过冷度;振动强度越大,减小过冷度的效果越明显;当振动强度为20 W时,能减小过冷度约2.0℃.同时振动能起到细化晶粒的作用.     

三元Fe—Co—Si合金中金属间化合物的生长特性研究

通过DSC热分析确定了三元Fe-32.29%Co-20.33%Si合金的固相面和液相面温度分别为1 148 K和1 535 K.采用熔融玻璃净化技术实现了该舍金的深过冷与快速凝固,最大过冷度达378 K(0.25TL).当过冷度为98～378 K时,合金凝固组织由α(Co,Fe)2Si和(Fe,Co)5Si3相组成.分析确定该合金熔体开始凝固时,首先析出亚稳的过饱和β(Co,Fe)2Si固溶体,随后发生脱溶转变析出第2相(Fe,Co)5Si3,亚稳的p(co,Fe)2Si转变为稳定的α(CO,Fe)2Si.研究发现,随着过冷度的增大,β(Co,Fe)2Si枝晶生长速度呈指数增长趋势.     

中碳合金奥氏体内C—Me偏聚与异常分解

根据由固体和分子经验电子论提出的奥氏体内C－Me偏聚理论，利用奥氏体过冷分解转变的规律，通过控制冷却技术使中碳合金奥氏体发生异常分解。     

相场法模拟Al-Cu合金连续冷却枝晶生长

采用相场、浓度场耦合的相场法,模拟了Al—Cu合金连续冷却条件下的枝晶生长过程．与以往的研究不同,本文通过指定过冷度序列,用一系列的等温凝固逼近连续冷却过程,因此避免了传统计算中温度场与相场分别采用宏观和微观两套网格及时间步长的问题．相场参数通过有限薄界面条件（thin interface limit）获得,模拟中考虑了各向异性、浓度扰动等影响．同时通过浓度场计算分析了晶内偏析现象．     

淬火介质对1420铝锂合金组织及性能的影响

为提高１４２０铝锂合金锻件的可加工性，研究了不同淬火介质对该合金组织及性能的影响．通过拉伸试验和ＴＥＭ对不同介质处理后试样的拉伸性能和微现组织进行了分析．结果表明：冷却速度对试样的塑性有明显影响，在一定的冷却速度范围内可以得到强塑性的最佳配合，同时冷却速度对δ’析出相的大小、析出位置及亚晶、位错组态也有很大的影响．     

BEPCⅡ低温冷却系统的热力设计及数值模拟

为保证超导设备的正常运行，给出超导腔（SRF）和超导插入聚焦四极磁体（SCQ）以及超导螺线管探测器磁体（SSM）等3类超导设备和其他辅助设备的结构，并进行了漏热分析，根据各类超导设备的特点选择不同的冷却方式冷却，通过对超导设备低温冷却流程的数值模拟得出系统的热力运行参数．模拟结果表明：利用超临痹氦流冷却超导插入四极磁体较采用过冷液氦流冷却超导插入四极磁体为佳．     

2,4-甲苯二异氰酸酯结晶过程的过冷度和相平衡图

工业上2,4-甲苯二异氰酸酯的生产主要通过结晶方法来实现,过冷度和相平衡图对结晶工艺和设备的设计起到重要作用。以工业生产的甲苯二异氰酸酯为原料制备了不同2,4-甲苯二异氰酸酯含量的熔融液,采用冷却曲线法测定了过冷度并绘制了相图。结果表明:降温速率越快时,过冷度越小,但当降温速度小于4℃·h~(-1)时,过冷度变化不大;搅拌速率越大时过冷度越大,但当搅拌速度大于400 r·min~(-1)时过冷度不再变化。分别采用Wilson方程、NRTL模型及UNIFAC基团法对相平衡实验数据进行回归。相比其它方法,UNIFAC基团法对相平衡计算具有更高的精度。