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Benchmark microgravity experiments and computations for 3D dendritic-array stability in directional solidification
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AI
DOI：10.1016/j.actamat.2025.120954.png)
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摘要
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本研究中，我们针对透明琥珀腈-0.46 wt % 薰衣草醇合金定向凝固过程中树枝晶阵列的稳定性带进行了全面的定量分析，涵盖了广泛的提拉速度范围。利用国际空间站微重力环境中对流效应被显著抑制的优势，我们获得了独特的测量数据，量化了在纯扩散生长条件下空间扩展的三维树枝晶阵列结构的稳定主间距范围。通过精心设计的速度跳跃实验和对亚晶界动力学进行详细考察，我们表征了关键失稳现象，包括消除和三级分支，为揭示控制扩展3D阵列中动态树枝晶间距选择机制提供了新的见解。进行了相场模拟以表征树枝晶阵列结构的稳定性极限，以与飞行实验进行定量比较。尽管模拟捕捉到了总体趋势，但在上稳定性边界处观察到显著偏差，表明存在其他未探索因素的影响。这些发现有助于加深对树枝晶生长动力学的理解，并提供了有价值的基准数据，可能有助于优化预测模型并改进冶金应用中树枝晶微观结构的控制。
Keyword:
Directional solidification
Microgravity experiment
Transparent alloy
Phase field simulations
Dendritic spacing
期刊
IF:
9.3
论文数:
2.0W
被引数:
12.9W
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