Локально-неравновесные свойства фазовой границы высокоскоростной кристаллизации переохлажденного расплава Часть 2. Формирование теплового потока на поверхности дендрита

Abstract

Обнаружены значительные качественные и количественные различия в структуре тепловых полей для трех рассмотренных веществ: никеля, меди и германия. Главное отличие фазовых границ меди и германия от никеля состоит в том, что для них процессы локально-неравновесного теплопереноса дозвуковые, отсутствует трансзвуковой переход. Вместе с тем существуют большие количественные различия между функциями, определяющими пространственную неоднородность тепловых полей меди и германия. Получены уравнения координатных линий, позволяющие анализировать двухмерные и трехмерные геометрические свойства фазовой границы. Изучен вопрос о влиянии морфологических свойств поверхности роста на характер пространственного распределения теплового потока, поступающего к твердой фазе. Обнаружено, что по мере возрастания кривизны на вершине дендрита резко увеличивается нормальная к поверхности роста компонента теплового потока.

There exist considerable qualitative and quantitative difference in the structure of the thermal field of nickel, copper and germanium. The main difference between phase boundaries of copper and germanium and those of nickel is that the former ones have no transonic transition so that their processes of locally non equilibrium heat transfer are presonic. There also exist vast quantitative difference between functions describing spatial nonuniformity of heat fields of copper and germanium. The equations of coordinate lines we obtained enable to ana­lyze two-dimensional and three-dimensional properties of phase boundaries. The effect of morphology of the growth surface on the spatial distribution of the heat flux supplying the solid phase is studied. It is established that the normal component of the heat flux increases abruptly with the increase of the curvature on the dendrite apex.