Эффекты нестационарности при направленной кристаллизации бинарной системы в квазидвумерном образце
О. П. Фёдоров$^{1,2}$, В. Ф. Демченко$^{1,3}$, Е. Л. Живолуб$^{2}$
$^{1}$Институт космических исследований НАН Украины и Государственного космического агентства Украины, просп. Академика Глушкова, 40, корп. 4/1, 03187 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{3}$Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03142 Киев, Украина
Получена: 11.07.2014. Скачать: PDF
Методами прямого наблюдения за фронтом кристаллизации, а также математического моделирования исследуется проблема стационарности движения фазовой границы кристалл—расплав при направленном затвердевании. Использовались прозрачные системы на основе сукцинонитрила, кристаллизующиеся подобно металлам; в вычислительном эксперименте получены решения нестационарной тепловой и диффузионной задачи при условиях, соответствующих эксперименту. Теоретически и экспериментально показано, что продвижение плоского фронта в типичных условиях выращивания является существенно нестационарным. Наблюдалось непрерывное смещение положения фронта относительно изотермы, что удовлетворительно описывается расчётом динамики накопления примеси перед фронтом. Вследствие эффектов нестационарности в реальных экспериментальных условиях область устойчивого роста зависит от времени наблюдения, что существенно ограничивает применимость линейной теории устойчивости фронта кристаллизации.
Ключевые слова: нестационарность, фазовая граница, фронт кристаллизации, сукцинонитрил, математическое моделирование, линейная теория устойчивости.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i02/0185.html
PACS: 02.60.Cb, 02.60.Lj, 64.70.dg, 81.10.Aj, 81.10.Fq, 81.10.Mx, 81.30.Fb