Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Выпуски МФиНТ »  Том 40, выпуск 5

Нестационарный рост кристаллов в течение направленного затвердевания для различных кристаллографических ориентаций

О. П. Федоров1,2, В. Ф. Демченко3, Е. Л. Живолуб2

1Институт космических исследований НАН Украины и Государственного космического агентства Украины, просп. Академика Глушкова, 40, корп. 4/1, 03187 Киев, Украина
2Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
3Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 12.12.2017. Скачать: PDF

Исследованы структуры роста в тонких и массивных образцах разных кристаллографических ориентаций путём прямого наблюдения интерфейса твёрдое тело–жидкость в прозрачных веществах и микроструктуре монокристаллов Al–Si. Изучалась эволюция регулярных наклонных ячеек и расщеплённых структур «морские водоросли» в тонких образцах для разных ориентаций и темпов роста. Прямое изучение объёмных образцов показало, что вытянутые ячейки появлялись только для ориентаций <110>, тогда как для ориентаций <100> наблюдались только равноосные ячейки. Этот эффект связан з одновременным развитием регулярной ячеечной и нерегулярной «водорослевой» структур в монокристаллах с ориентацией роста, отличной от <100>. Непрерывная эволюция образца вследствие эффекта накопления раствора приводит к нестационарному распространению интерфейса и трансформации вытянутых ячеек в равноосные.

Ключевые слова: затвердевание микроструктуры, кристаллографическая ориентация, интерфейс твёрдое тело/жидкость, ячейка и дендрит, тепло- и массоперенос.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i05/0661.html

PACS: 61.50.Ks, 61.72.Mm, 64.70.D-, 68.08.De, 68.70.+w, 81.10.Aj, 81.30.Fb

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. W. W. Mullins and R. F. Sekerka, J. Appl. Phys., 35, No. 2: 444 (1964). Crossref
  2. J. T. C. Lee and R. A. Brown, Phys. Rev. B, 47, No. 9: 4937 (1993). Crossref
  3. G. J. Merchant and S. H. Davis, Phys. Rev. Lett., 63, No. 5: 573 (1989). Crossref
  4. S. de Cheveigne and C. Guthmann, J. Phys. I France, 2: 193 (1992).
  5. H. Jamgotchian, R. Trivedi, and B. Billia, Phys. Rev. E, 47: 4313 (1993). Crossref
  6. W. Losert, D. A. Stilman, H. Z. Cummins, P. Kopczyński, W.-J. Rappel, and A. Karma, Phys. Rev. E, 58, No. 6: 7492 (1998). Crossref
  7. M. Glicksman, J. Cryst. Growth, 450: 119 (2016). Crossref
  8. D. E. Ovsienko, A. M. Ovrutskii, and O. P. Fedorov, ZhETF, 73, No. 3: 518 (1991).
  9. A. G. Borisov, O. P. Fedorov, and V. V. Maslov, J. Cryst. Growth, 112, Nos. 2–3: 463 (1991). Crossref
  10. J. Dechamps, M. Georgelin, and A. Pocheau, Europhys. Lett., 76, No. 2: 291 (2006). Crossref
  11. J. Dechamps, M. Georgelin, and A. Pocheau, Phys. Rev. E, 78, No. 1: 011605 (2008). Crossref
  12. A. Pocheau, J. Dechamps, and M. Georgelin, Phys. Rev. E, 81, No. 5: 051608 (2010). Crossref
  13. H. Xing, X. L. Dong, C. L. Chen, J. Y. Wang, L. F. Du, and K. X. Jin, International J. Heat and Mass Transfer, 90: 911 (2015). Crossref
  14. H. Xing, L. Zhang, K. Song, H. Chen, and K. Jin, International J. Heat and Mass Transfer, 104: 607 (2017). Crossref
  15. S. Akamatsu, G. Faivre, and T. Ihle, Phys. Rev. E, 51, No. 5: 4751 (1995). Crossref
  16. E. Brener, H. Müller-Krumbhaar, and D. Temkin, Europhysics Lett., 17, No. 6: 535 (1992). Crossref
  17. E. Brener, H. Müller-Krumbhaar, and D. Temkin, Phys. Rev. E, 54, No. 3: 2714 (1996). Crossref
  18. T. Ihle and H. Müller-Krumbhaar, Phys. Rev. Lett., 70, No. 20: 3083 (1993). Crossref
  19. B. Utter and E. Bodenschatz, Phys. Rev. E, 66, No. 5: 051604 (2002). Crossref
  20. A. Pocheau, J. Deschamps, and M. Georgelin, JOM, 59, No. 7: 71 (2007). Crossref
  21. Y. Chen, B. Billia, D. Zhjng Li, H. Nguen-Thi, N. Min Xiao, and A.-A. Bongo, Acta Mater., 66: 219 (2014). Crossref
  22. M. Anoorezaei, S. Gurevich, and N. Provatas, Acta Mater., 60: 657 (2012). Crossref
  23. M. Flemings, Solidification Processing (New York: McGrow-Hill Book Company: 1974).
  24. L. R. Morris and W. C. Winegard, J. Crystal Growth, 5: 361 (1969). Crossref
  25. B. Kauerauf, G. Zimmermann, L. Murmann, and S. Rex, J. Cryst. Growth, 193: 701 (1998). Crossref
  26. A. A. Chernov, Modern Crystallography III. Crystal Growth (Ed. B. K. Vainshtein) (Berlin: Springer-Verlag: 1984). Crossref
  27. I. A. Warren and J. S. Langer, Phys. Rev. E, 47: 2702 (1993). Crossref
  28. F. L. Mota, N. Bergeon, D. Tourret, A. Karma, R. Trivedi, and B. Billia, Acta Mater., 85: 363 (2015). Crossref
  29. M. E. Glicksman and N. B. Singh, J. Cryst. Growth, 98, No. 3: 277 (1989). Crossref
  30. J. Lipton, M. E. Glicksman, and W. Kurz, Mater. Sci. Eng., 65, No. 1: 57 (1984). Crossref
  31. R. Trivedi and K. Somboonsuk, Acta Met., 33, No. 6: 1061 (1985). Crossref
  32. H. Jamgotchian, N. Bergeon, D. Binelli, P. Voge, and B. Billia, J. Microscopy, 203, Iss. 1: 119 (2001). Crossref
  33. O. P. Fedorov, J. Cryst. Growth, 156: 473 (1995). Crossref
  34. R. J. Schaefer and M. E. Glicksman, Met. Trans., 1: 1973 (1970). Crossref
  35. N. Noel, H. Jamgotchian, and B. Billia, J. Cryst. Growth, 187: 516 (1998). Crossref
  36. E. L. Zhivolub and O. P. Fedorov, Crystallogr. Rep., 43: 139 (1998).
  37. K. A. Jackson, D. R. Uhlmann, and J. D. Hunt, J. Cryst. Growth, 1, No. 1: 1 (1967). Crossref

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»