在金屬熔體的凝固過程中,形核方式通常都是異質(zhì)形核。研究異質(zhì)核心的形核效用,分析其異質(zhì)形核機(jī)理,有助于獲得更為細(xì)小的凝固組織,從而消除缺陷和提高力學(xué)性能。在異質(zhì)形核領(lǐng)域,深入研究異質(zhì)形核機(jī)理不僅對深化形核理論有重要的理論價(jià)值,也對開發(fā)凝固細(xì)晶新技術(shù)有重要的實(shí)際意義。本文以純Al為研究對象,研究其在不同取向的MgO、MgAl₂O₄及Al₂O₃異質(zhì)基底上的形核能力和其異質(zhì)形核機(jī)理。首先基于Bramfitt二維晶格匹配,Edge to edge matching等模型,理論計(jì)算了對應(yīng)錯(cuò)配度和晶格電子遷移率,并預(yù)測了界面可能發(fā)生的位向關(guān)系,然后采用改進(jìn)差示掃描量熱法測得其在不同異質(zhì)基底上形核過冷度,評判其形核能力,系統(tǒng)分析了Al在異質(zhì)基底上形核凝固時(shí)的界面反應(yīng)及界面結(jié)構(gòu)、形核相的擇優(yōu)生長方向,最后通過綜合分析理論計(jì)算、過冷度和界面分析結(jié)果,提出了分別針對強(qiáng)異質(zhì)形核體系A(chǔ)l/MgAl₂O₄、Al/MgO和弱異質(zhì)形核體系A(chǔ)l/Al₂O_3<... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 異質(zhì)形核研究及進(jìn)展
        1.2.1 經(jīng)典形核理論
        1.2.2 吸附形核模型及自由生長模型
        1.2.3 吸附-界面擴(kuò)散模型
        1.2.4 潤濕形核模型
        1.2.5 形核能力評估
    1.3 異質(zhì)形核最新研究技術(shù)及方法
        1.3.1 分子動(dòng)力學(xué)
        1.3.2 原位透射電鏡及同步輻射技術(shù)
        1.3.3 差熱技術(shù)
    1.4 凝固組織細(xì)化研究
        1.4.1 物理法細(xì)化凝固組織
        1.4.2 化學(xué)法細(xì)化凝固組織
    1.5 本論文的研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及研究過程
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)路線
    2.3 分析和檢測
        2.3.1 粗糙度檢測
        2.3.2 金相觀察
        2.3.3 物相微區(qū)分析
        2.3.4 透射電鏡分析
第3章 異質(zhì)相結(jié)構(gòu)對Al界面形核行為理論分析
    3.1 錯(cuò)配度計(jì)算
        3.1.1 錯(cuò)配度理論介紹
        3.1.2 晶體結(jié)構(gòu)
        3.1.3 Al與異質(zhì)基底不同晶面錯(cuò)配度
    3.2 晶格電子密度差計(jì)算
        3.2.1 晶格電子密度差理論介紹
        3.2.2 Al與基底的晶格電子遷移率
    3.3 邊邊匹配模型
        3.3.1 HCP/FCC結(jié)構(gòu)取向關(guān)系的計(jì)算
        3.3.2 FCC/FCC結(jié)構(gòu)取向關(guān)系的計(jì)算
        3.3.3 Al在不同基底位向關(guān)系預(yù)測
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不同基底對Al形核過冷度影響
    4.1 不同質(zhì)形核基底過冷度測量
        4.1.1 Al/MgO、Al/MgAl_2O_4、Al/Al_2O_3過冷度
        4.1.2 Al在不同基底形核過冷度對比
    4.2 形核過冷度與異質(zhì)界面尺寸
    4.3 異質(zhì)形核過冷度與錯(cuò)配度
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Al在MgO、MgAl_2O_4及Al_2O_3基底形核界面研究
    5.1 前言
    5.2 Al在不同異質(zhì)基底擇優(yōu)生長
    5.3 Al/MgO的界面結(jié)構(gòu)
        5.3.1 Al與MgO的界面形貌
        5.3.2 Al與MgO的高分辨界面結(jié)構(gòu)
    5.4 Al/MgAl_2O_4的界面結(jié)構(gòu)
        5.4.1 Al與MgAl_2O_4的界面形貌
        5.4.2 Al與MgAl_2O_4的高分辨界面結(jié)構(gòu)
    5.5 Al/Al_2O_3的界面結(jié)構(gòu)
        5.5.1 Al與Al_2O_3的界面形貌
        5.5.2 Al與Al_2O_3的高分辨界面結(jié)構(gòu)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 Al/MgAl_2O_4與Al/Al_2O_3界面形核機(jī)制分析
    6.1 形核過冷度與界面特征
    6.2 Al/MgAl_2O_4界面特性分析
    6.3 Al/Al_2O_3界面特性分析
    6.4 異質(zhì)形核微觀機(jī)制
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀學(xué)位期間取得的成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3572794