导读:本文包含了枝晶生长论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:生长,负极,合金,金属,铝合金,高温,自动机。
枝晶生长论文文献综述
张伶玲,石昊,徐衡,仲红刚,翟启杰[1]（2019）在《PMO对连铸GCr15轴承钢枝晶生长的影响》一文中研究指出通过对PMO处理的连铸GCr15轴承钢固/液界面枝晶形貌和微观偏析的观测,探究了施加PMO对铸坯固/液界面前沿枝晶生长的影响。结果表明:PMO作用于固/液界面处,使枝晶间碳富集程度降低,初生相的面积占比增大,一次枝晶间距减小,二次枝晶臂间距增大,且二次臂细长致密,局部枝晶非对称生长。结合PMO的电磁热力效应分析认为,枝晶生长前沿的温度场和溶质场在PMO作用下出现扰动,固/液界面前沿溶质富集减轻,成分过冷度增大,促进枝晶臂生长,导致初生相占比增大;强制对流使液相温度分布均匀,固/液界面处温度梯度增大,故一次枝晶间距减小;由于垂直于拉坯方向的液相温度梯度减小及微区的磁致振荡效应,柱状枝晶的生长方向发生改变,干扰了枝晶间富集溶质的扩散,进而造成了枝晶的非对称生长。(本文来源于《上海金属》期刊2019年05期）
楚硕,郭春文,王志军,李俊杰,王锦程[2]（2019）在《浓度相关的扩散系数对定向凝固枝晶生长的影响》一文中研究指出采用定量相场模型模拟了定向凝固过程中浓度相关的扩散系数对枝晶生长的影响.模型中,通过在液相溶质扩散方程中耦合浓度相关的扩散系数实现了浓度依赖的扩散过程.一系列模拟结果证实了浓度相关的扩散过程对枝晶定向生长具有显着的影响.结果表明:溶质扩散系数对溶质浓度耦合强度的增加会增强枝晶间的溶质扩散对尖端排出的溶质原子横向扩散的抑制作用,造成枝晶尖端固-液界面处的溶质富集程度增加,从而增加尖端过冷度;液相中扩散系数的改变对枝晶的尖端半径影响较小,模拟结果与理论模型计算结果较好吻合;液相中溶质扩散系数对溶质浓度依赖性的增加会使侧向分枝的振幅逐渐减小;在对枝晶列的研究中发现,与溶质浓度相关的扩散系数会增加枝晶列的一次间距,降低稳态枝晶的尖端位置.因此,在浓质分配系数严重偏离1的体系中,对现有模型的定量实验检验应考虑浓度相关的扩散对尖端过冷度的影响.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期）
周玉兰[3]（2019）在《不同铝含量下钛铝合金焊接熔池枝晶生长的模拟研究》一文中研究指出在机械制造、航空航天、石油化工等工业领域,钛合金正在得到越来越广泛的应用,这源于钛合金比强度、比模量高、耐蚀性好等优点。但是,如果将钛合金用于焊接结构的制造,由于其熔点较高而导热性较差且可能产生高温氧化,因此极易因焊接工艺参数选择不当,导致接头的塑性和韧性不良,甚至会出现焊接裂纹。目前,许多研究者多采用试验方法对钛合金的焊接工艺、焊接材料、接头的组织演化及性能进行研究,但存在耗时长、成本高等缺点。近年来,计算机数值模拟技术发展日新月异,这无疑为钛合金焊接接头的组织性能研究提供了一个强有力的辅助手段。本文基于非线性热-力耦合分析理论,考虑了对流和辐射边界条件,并设置了加热和冷却分析步,借助ABAQUS有限元分析软件建立了钛合金焊接温度场的叁维模型。其中,网格划分采用非均匀网格,焊接热源采用双椭球体热源。基于上述模型对钛铝合金平板TIG(tungsten inert gas welding)焊接接头的宏观温度场进行了计算,并对计算结果进行了试验校核。结果表明:增大焊接电流,伴随热源的移动,达到准稳态时熔池形貌基本不变,呈鹅卵形,但焊缝横截面逐渐变宽;同时,沿着焊缝方向和垂直于焊缝方向的焊接热循环曲线,随着焊接电流的增大呈瞬间快速上升而后缓慢下降的趋势,这与实际焊接过程规律相符合;对比焊缝横截面几何形状,发现模拟结果与试验结果相吻合。以上述焊接温度场的计算结论和凝固过程的溶质扩散理论为基础,采用元胞自动机法与有限元法相结合的CA-FE(cellular automaton-finite element)技术,通过插值法获得所选区域的微观温度场,建立了枝晶生长的数学物理模型。基于该模型对均匀温度场下TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-45%Al合金熔池边缘及熔池中心的枝晶生长过程进行了模拟。结果表明:铝含量由6%增加到45%时,过冷度越大、界面能各向异性越强且择优取向角越大时,等轴晶的生长速率越快,一次、二次枝晶臂越发达且形状越复杂;此外,当初始形核数越多、温度梯度越大且施加扰动越强时,柱状枝晶间的竞争生长更激烈,枝晶间距将变得更小,同时溶质偏析程度越严重。为了更准确地反映熔池结晶过程,构建了非均匀温度场下晶粒演变的宏微观耦合模型,模拟了两种钛铝合金非均匀温度场熔池内枝晶的竞争生长过程和溶质浓度的分布,并设计了验证性试验。结果表明:铝含量由6%增加到45%时,柱状晶向等轴晶转变的速率增大,形核晶粒数增多且晶粒更加细小,同时溶质浓度也相应升高;更大的形核率和导热系数将有利于形成更多细小的等轴晶。焊后熔池内的微观组织形貌主要呈柱状和等轴状,这与模拟结果基本一致;伴随着焊缝中铝含量的增加,相的数量相应增多进而导致焊缝硬度值升高。综上所述,采用数值模拟的方法能够实现焊接熔池凝固过程微观组织演变的可视化,可直观地表征温度及成分变化与组织之间的依存关系规律,并为钛铝合金的焊接工艺选择及参数优化提供指导,从而达到降低成本、减轻结构重量和获得优良焊接接头以及提高焊接效率的最终目的。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）
孙德建,刘林,黄太文,张家晨,曹凯莉[4]（2019）在《镍基单晶高温合金叶片模拟件平台处的枝晶生长和取向演化》一文中研究指出制备了带平台的DD403合金变截面单晶铸件,分析了不同抽拉速率下平台区域的枝晶生长和取向演化。结果表明,平台底面由3种类型的区间构成:叶身区、二次枝晶区、平台边缘枝晶的"回路式"生长区。在平台边缘枝晶的"回路式"生长区与二次枝晶区之间的枝晶汇聚界面上,两侧枝晶的取向差由一侧向另一侧逐渐增大。随着抽拉速率的增大,枝晶汇聚界面上的取向差增大,其成为大角度晶界的倾向性增强,且枝晶偏转是枝晶汇聚界面上大角度晶界形成的主要原因。与晶粒间大角度晶界和亚晶粒间小角度晶界上恒定的取向差不同,枝晶汇聚界面上大角度晶界与小角度晶界的取向差是变化的。(本文来源于《金属学报》期刊2019年05期）
林嘉华[5]（2019）在《铝合金凝固过程空间界面传热与枝晶生长数值模拟的研究》一文中研究指出在铸件的凝固过程,尤其是热扩散系数较大的铸造工艺(如金属型铸造),铸件/铸型界面的热交换行为是影响铸件凝固速率的重要因素,最终决定其凝固组织和力学性能。同时,铸件/铸型界面传热也是铸造凝固温度场数值模拟的一个重要边界条件,直接影响温度场模拟的准确性。界面的传热行为通常用界面传热系数(interfacial heat transfer coefficient,IHTC)或者界面热流(interfacial heat flux,IHF)定量描述。现有对铸件/铸型界面传热的研究主要针对单个界面,而对空间界面传热行为的研究鲜见报道。本文将对凝固过程界面空间(两个界面)传热进行定量求解,对界面传热空间差异的产生原因进行讨论,使用数值模拟技术,计算空间界面传热对凝固组织形成过程的影响。本文的主要研究工作包括:(1)使用反算法求解A356和Al-3wt.%Cu合金重力铸造凝固过程铸件/铸型IHTC和IHF,研究A356合金铸造凝固过程不同界面传热行为的变化规律,以及表面形貌的演变导致空间IHTC的差异;(2)以Al-3wt.%Cu凝固过程铸件/铸型IHF反算结果作为边界条件,使用元胞自动机模型(cellular automaton,CA)模拟铸件靠近界面处的凝固组织的演变,结合电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术,研究热流密度对枝晶生长速度及形貌的影响。首先,通过铝合金凝固测温实验,得到各个测温点的温度数据。基于非线性估算法(nonlinear estimation method,NEM),使用C/C++结合ANSYS参数化编程语言(APDL)设计铸造凝固过程铸件/铸型空间界面传热反算程序。通过模拟试验验证算法和程序的可行性及准确性后,使用温度实测数据及反算程序求解A356合金凝固过程铸件/铸型界面传热边界条件。A356凝固过程IHTC曲线的演变规律表明,铸件底部形成凝壳后,该界面的IHTC达到稳定;而侧部界面的IHTC稳定阶段发生在铸件体收缩完成时;底部IHTC的稳定值为750 W/(m~2·°C),约为侧部界面的3倍。此外,铸件底面与侧面的形貌分析结果表明,受铸件重力和凝固收缩的影响,凝固过程表面特征的不同导致两者IHTC的差异。为了研究空间界面传热对凝固组织形成的影响,首先建立微观组织模拟的数学物理模型,完成程序设计。选择Al-3wt.%Cu合金凝固作为组织模拟的对象。采用有限差分法(finite difference method,FDM)离散枝晶生长的温度场、浓度场等物理场方程,结合枝晶形核、生长等动力学模型,使用CA法设计枝晶生长Python程序。将Al-3wt.%Cu合金凝固过程不同界面的IHF反算结果作为CA模拟枝晶生长的传热边界条件,研究空间界面传热影响下,枝晶生长速度和形貌与热流密度的关系。选择了3个界面传热条件不同的区域进行研究,分析不同热流密度下枝晶尖端生长速度的规律,以及枝晶的竞争生长取向与热流方向的关系。使用EBSD分析实验结果并对模拟结果进行验证,讨论枝晶的竞争生长与形成组织的各向异性。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-13）
梁杰铬[6]（2019）在《不锈钢网集流体的表面亲锂改性及抑制锂金属枝晶生长的研究》一文中研究指出锂金属负极材料具有极高的质量比容量(3860 mA h g~(-1))、低的密度(0.59g cm~(-3))和最低的还原电位(-3.04V相比于氢标准电极),是一种理想的可充电锂电池负极材料。然而,锂的枝晶生长、低的库伦效率和锂的无主体沉积引起的体积膨胀等一系列关键问题一直都制约着锂负极的广泛商业应用。均匀锂离子流法、SEI膜保护法、稳定沉积主体法和静电屏蔽保护法等是当前主流的抑制锂枝晶生长和提高循环性能的策略。虽然,这些方法都在一定程度上能够缓解锂枝晶的生长问题,但未能达到商业化应用的要求。因此,本文采用低温辉光离子氮化和一步化学溶液法对价格低廉的机织304不锈钢网集流体进行表面亲锂改性,并与熔融锂金属进行吸附复合,利用不锈钢网自身的化学组成、微米孔径和良好的电导率及表面层的亲锂性,来达到容纳并均匀锂形核,抑制锂枝晶生长,最终提高锂金属负极的库伦效率和循环性能的目的。从实验结果中可以得到以下主要结论:首先,通过采用改良的熔锂吸附法简易地制备出复合锂金属负极,可以让锂熔渗进入不锈钢网的内部孔隙中,较短时间内可制备出不同目数不锈钢网/锂复合负极,结果表明熔渗法比压合法制备的复合负极具有更优异的的循环稳定性和循环寿命。另外,考虑价格和重量的因素,500目不锈钢网/Li复合负极(M-SS(M500)/Li)的综合电化学性能更为优异,其对称电池循环寿命是纯锂对称电池的2倍,但重量只有纯锂片的77%,且价格只有纯锂片的41%。由M-SS(M500/Li复合负极制备的全电池显示出更稳定且更高的放电容量,其首次放电容量分别为138 mA h g~(-1),200次循环后的容量保持率为95.6%,远远高于使用纯锂的全电池(62.1%)。虽然使用原始的不锈钢网通过熔锂吸附法制备锂复合负极具有比纯锂负极更好的循环稳定性能和使用寿命,但是其锂沉积电压和极化电压仍较高,表明不锈钢网对锂的亲和性仍然不足。随后,我们采用低温辉光离子渗氮的方法对500目不锈钢网集流体进行了表面改性,在其表面形成具有亲锂特性的非晶Cr2N和CrN氮化物混合层,其中350℃表面渗氮1小时所制得的N-3 SS(M500)集流体展现出最好的最好的电化学性能。在2 mA cm~(-2),1 mA h cm~(-2)条件下在半电池测试200次循环后的平均库伦效率为97.51%,比未渗氮样品SS(M500)高出1.22%,锂的沉积电压为16 mV,甚至低于SS(M500)在1 mA cm~(-2)时的沉积过电位。对称电池测试中,在不同的电流密度参数下N-3 SS(M500)/Li对称电池相比M-SS(M500)/Li对称电池循环寿命提高了2倍以上。在1 mA cm~(-2),1mA h cm~(-2)条件下可以保持约11mV的锂沉积电压超过2000小时(1000个循环)以上,这是目前文献报道中的最长记录。全电池测试中,N-3 SS(M500)/Li全电池能够展现出良好的倍率性能,且在3C速率下200次循环后的容量保有率为98.0%,比未渗氮样品M-SS(M500)/Li全电池进一步提高了2.4%。最后,我们使用含氮官能团的碳层对不锈钢网集流体表面进行亲锂改性,制备出表面主要以吡咯氮形式存在的氮掺杂碳包覆不锈钢网集流体N-C-SS(M500)。研究发现该集流体在2mA cm~(-2),1mA h cm~(-2)条件下200次循环后平均库伦效率为97.73%,比N-3 SS(M500)集流体略高一点。此时,该N-C-SS(M500)集流体第一次循环的锂沉积电压为15mV,随后的锂沉积电压降至11 mV,这是目前所有文献报道的最低值,结果表明了氮掺杂碳包覆层极大地提高了不锈钢网的亲锂性。在对称电池测试中,在1mA cm~(-2)和3mA cm~(-2)电流密度下,可循环925和330次,分别为M-SS(M500)/Li对称电池稳定循环寿命的1.8倍和2.1倍。全电池测试中,使用N-C-SS(M500)/Li复合负极的全电池在3 C充电速率200次循环后的容量保持率为96.9%,表明氮掺杂碳包覆层也可以很好地提高锂复合负极的循环稳定性与循环寿命。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-01）
刘书诚,刘礼华,李述,王金忠,刘威[7]（2019）在《基于界面非等温特性以及微观可解性理论的自由枝晶生长模型（英文）》一文中研究指出在同时考虑固/液界面非等温性质的影响与微观可解性理论(MicST)的情况下,提出一个更加完善的纯物质自由枝晶生长模型。模型比较结果表明:与相应假设的等温固/液界面模型相比,本文作者提出的模型预测的枝晶尖端温度更高,这归因于沿着非等温界面的侧向热扩散,即温度梯度。此外,随着过冷度的增大,MicST与边缘稳定性理论(MarST)给出的稳定性判据间的差异变得更加明显。模型测试结果表明:本模型的预测结果与实验数据吻合较好。因此,在自由枝晶生长建模中必须考虑固/液界面非等温性质的影响与MicST给出的稳定性判据。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2019年03期）
闫学伟,郭雄,刘艳领,巩秀芳,许庆彦[8]（2019）在《定向凝固过程中镍基高温合金铸件的枝晶生长模拟（英文）》一文中研究指出提高铸件的性能需要对其凝固过程中枝晶的生长深入了解,为此,采用数值模拟方法对定向凝固(DS)过程中枝晶的生长进行详细研究。考虑溶质扩散并耦合宏观温度场建立预测枝晶生长的多尺度模型。采用定向凝固实验验证模型的准确性,冷却曲线以及晶粒形貌的实验结果和模拟结果吻合较好。采用所建立的模型模拟枝晶的竞争生长,讨论分析具有不同结晶取向角枝晶的竞争生长行为。随后,采用模拟和实验的方法对叁维枝晶的生长进行研究,模拟和实验结果吻合较好。通过3个不同的算例研究初始形核数对枝晶生长的影响。研究表明:初始形核数对柱状晶起始阶段的生长影响较大,对铸件最终的枝晶形貌和一次枝晶臂间距(PDAS)影响较小。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2019年02期）
陈伟鹏,赵宇宏,张冰,王鸿,侯华[9]（2018）在《金属凝固过程枝晶生长相场法模拟研究进展》一文中研究指出近年来,相场法发展迅速,在许多方面得到了应用。本文主要介绍了相场法的发展进程,并对比分析了凝固相场中叁种典型的相场模型(WBM模型、Karma模型和KKS模型)。在此基础上,简要概括了凝固相场方法的国内外研究现状,并对相场法今后的发展趋势进行了展望。(本文来源于《材料导报》期刊2018年S2期）
程新兵,张睿,闫崇,赵辰孜,张学强[10]（2018）在《固态电解质保护下无枝晶生长的复合金属锂负极》一文中研究指出金属锂拥有极高的比容量(3860 mA·h/g)、最低的还原电势(-3.040 V,vs.标准氢电极)和优异的机械柔性等优势,被认为是极具竞争力的下一代柔性高比能二次电池最有前景的负极材料~1。然而,在充放电过程中,金属锂负极易生长出锂枝晶。一方面,锂枝晶可能会刺破隔膜,与正极接触造成电池内部短路,甚至有可能引发自燃爆炸等严重的安全问题。另一方面,锂枝晶结构疏松,易脱落形成无电化学活性的"死锂"。此外,由于锂枝晶的生长使得负极总表面积增大,消耗更多的电解液形成固体电解质界面膜,造成电池容量衰减以及循环寿命降低~(2-3)。因此,锂枝晶生长问题严重阻碍了诸如锂硫电池~(4-5)、锂空电池~6、(本文来源于《第五届全国储能科学与技术大会摘要集》期刊2018-10-27）
枝晶生长论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用定量相场模型模拟了定向凝固过程中浓度相关的扩散系数对枝晶生长的影响.模型中,通过在液相溶质扩散方程中耦合浓度相关的扩散系数实现了浓度依赖的扩散过程.一系列模拟结果证实了浓度相关的扩散过程对枝晶定向生长具有显着的影响.结果表明:溶质扩散系数对溶质浓度耦合强度的增加会增强枝晶间的溶质扩散对尖端排出的溶质原子横向扩散的抑制作用,造成枝晶尖端固-液界面处的溶质富集程度增加,从而增加尖端过冷度;液相中扩散系数的改变对枝晶的尖端半径影响较小,模拟结果与理论模型计算结果较好吻合;液相中溶质扩散系数对溶质浓度依赖性的增加会使侧向分枝的振幅逐渐减小;在对枝晶列的研究中发现,与溶质浓度相关的扩散系数会增加枝晶列的一次间距,降低稳态枝晶的尖端位置.因此,在浓质分配系数严重偏离1的体系中,对现有模型的定量实验检验应考虑浓度相关的扩散对尖端过冷度的影响.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
枝晶生长论文参考文献
[1].张伶玲,石昊,徐衡,仲红刚,翟启杰.PMO对连铸GCr15轴承钢枝晶生长的影响[J].上海金属.2019
[2].楚硕,郭春文,王志军,李俊杰,王锦程.浓度相关的扩散系数对定向凝固枝晶生长的影响[J].物理学报.2019
[3].周玉兰.不同铝含量下钛铝合金焊接熔池枝晶生长的模拟研究[D].西安理工大学.2019
[4].孙德建,刘林,黄太文,张家晨,曹凯莉.镍基单晶高温合金叶片模拟件平台处的枝晶生长和取向演化[J].金属学报.2019
[5].林嘉华.铝合金凝固过程空间界面传热与枝晶生长数值模拟的研究[D].华南理工大学.2019
[6].梁杰铬.不锈钢网集流体的表面亲锂改性及抑制锂金属枝晶生长的研究[D].华南理工大学.2019
[7].刘书诚,刘礼华,李述,王金忠,刘威.基于界面非等温特性以及微观可解性理论的自由枝晶生长模型（英文）[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina.2019
[8].闫学伟,郭雄,刘艳领,巩秀芳,许庆彦.定向凝固过程中镍基高温合金铸件的枝晶生长模拟（英文）[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina.2019
[9].陈伟鹏,赵宇宏,张冰,王鸿,侯华.金属凝固过程枝晶生长相场法模拟研究进展[J].材料导报.2018
[10].程新兵,张睿,闫崇,赵辰孜,张学强.固态电解质保护下无枝晶生长的复合金属锂负极[C].第五届全国储能科学与技术大会摘要集.2018
论文知识图
