Кинетические свойства вершины дендрита в переохлажденном расплаве чистого металла

Abstract

Рассмотрен высокоскоростной дендритный рост кристалла из глубоко переохлажденного расплава чистого металла. Основой исследования служит уравнение роста вершины дендрита с учетом локально-неравновесных свойств теплопереноса. Получены закономерности влияния переохлаждения расплава на поведение кривизны вершины и теплоотвод от твердой фазы. Вычислены границы интервала апериодической устойчивости фазовой границы кристаллизации. Изучена стоячая волна возмущения вершины дендрита: определены периоды колебаний по координате и времени, а также указаны закономерности их поведения при изменении параметра затухания волны. Представлены результаты сравнительного анализа кинетических свойств вершины дендрита для никеля и меди.

High-speed dendritic growth of a crystal from a deeply supercooled pure metal melt is considered. The dendrite tip growth equation serves as the basis of the study, while local nonequilibrium heat transfer properties have also been taken into account. The regularities of melt supercooling influence on the curvature of the apex behaviour and heat removal from the solid phase have been obtained. The interval limits of crystallization phase boundary aperiodic stability are calculated. A standing wave of perturbation of the dendrite tip has been studied: the periods of oscillations in coordinate and time have been determined, as well as the patterns of their behavior when the wave attenuation parameter changes have been indicated. The results of a comparative analysis of the dendrite tip kinetic properties for nickel and copper are presented.