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各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响

徐小花 陈明文 王自东

各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响

徐小花, 陈明文, 王自东
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  • 研究各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响.应用多重变量展开法导出了共晶界面表达式和扰动振幅的变化率满足的色散关系.结果表明,共晶生长系统有两种整体不稳定性机理:由非震荡导致的交换稳定性机理和由震荡导致的整体波动不稳定性机理.震荡有四种典型模式,即:反对称-反对称(AA-),对称-反对称(SA-)、反对称-对称(AS-)和对称-对称(SS-)模式.稳定性分析表明:共晶界面形态稳定性取决于Peclet数的某一个临界值*,当大于临界值*时,共晶界面形态不稳定;当小于临界值*时,共晶界面形态稳定.随着各向异性表面张力增大,对应于AA-,SA-和SS-模式的临界值aa*,sa*和ss*随之减小,表明各向异性表面张力减小这三种模式的稳定性区域;然而,随着各向异性表面张力增大,对应于AS-模式的临界值as*随之增大,表明各向异性表面张力增大AS-模式的稳定性区域.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-25
  • 修回日期:  2018-03-15
  • 刊出日期:  2018-06-05

各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11401021)资助的课题.

摘要: 研究各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响.应用多重变量展开法导出了共晶界面表达式和扰动振幅的变化率满足的色散关系.结果表明,共晶生长系统有两种整体不稳定性机理:由非震荡导致的交换稳定性机理和由震荡导致的整体波动不稳定性机理.震荡有四种典型模式,即:反对称-反对称(AA-),对称-反对称(SA-)、反对称-对称(AS-)和对称-对称(SS-)模式.稳定性分析表明:共晶界面形态稳定性取决于Peclet数的某一个临界值*,当大于临界值*时,共晶界面形态不稳定;当小于临界值*时,共晶界面形态稳定.随着各向异性表面张力增大,对应于AA-,SA-和SS-模式的临界值aa*,sa*和ss*随之减小,表明各向异性表面张力减小这三种模式的稳定性区域;然而,随着各向异性表面张力增大,对应于AS-模式的临界值as*随之增大,表明各向异性表面张力增大AS-模式的稳定性区域.

English Abstract

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