Аннотация

В работе развита модель процесса направленного затвердевания бинарных расплавов с двухфазной зоной, когда доля жидкой фазы описывается пространственно-временнóй скейлинговой зависимостью. Введены автомодельные переменные с законами роста межфазных границ обратно пропорциональными квадратному корню из времени. Математическая модель процесса переформулирована с использованием автомодельных переменных. Определены точные автомодельные решения уравнений тепломассопереноса при наличии двух подвижных границ фазового перехода: твердая фаза–двухфазная зона и двухфазная зона–жидкая фаза. В виде интегральных выражений найдены распределения температуры и концентрации примеси в твердой фазе, двухфазной области и расплаве. Уменьшение безразмерной температуры охлаждаемой границы приводит к увеличению скорости кристаллизации и повышению доли жидкой фазы. Определены скорость кристаллизации, константы параболического роста и доля жидкой фазы на границе твердая фаза–двухфазная зона в зависимости от скейлингового параметра, а также теплофизических констант затвердевающего расплава. Найдены положения границ фазового перехода между твердой фазой и двухфазной областью, а также двухфазной областью и бинарным расплавом. Проанализированы зависимости для скорости затвердевания (обратно пропорциональные квадратному корню из времени). При этом показано, что скейлинговый параметр существенно влияет на скорость процесса затвердевания и на долю жидкой фазы в области фазового превращения. Развитая модель и метод ее решения могут быть обобщены на случай направленного затвердевания многокомпонентных расплавов при наличии нескольких областей фазового превращения (например, основной и котектической двухфазных зон при кристаллизации трехкомпонентных расплавов).
Переведенное названиеON THE THEORY OF DIRECTIONAL SOLIDIFICATIONWITH A PHASE TRANSFORMATION DOMAIN
Язык оригиналаРусский
Страницы (с-по)469-479
Число страниц11
ЖурналРасплавы
Номер выпуска5
DOI
СостояниеОпубликовано - 2020

ГРНТИ

  • 29.19.00 Физика твердых тел

Уровень публикации

  • Перечень ВАК

Fingerprint Подробные сведения о темах исследования «К ТЕОРИИ НАПРАВЛЕННОГО ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ОБЛАСТИ ФАЗОВОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

Цитировать