編號(hào)：NMJS08804
篇名：液氫中固空枝晶生長(zhǎng)凝固定量相場(chǎng)法研究
作者：李超龍 文鍵 王磊 厲彥忠 雷剛 屠基元
關(guān)鍵詞： 固空枝晶 定量相場(chǎng)法 氧溶質(zhì)分布 形態(tài)演化
機(jī)構(gòu)： 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 航天低溫推進(jìn)劑技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 皇家墨爾本理工大學(xué)工學(xué)院 清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院
摘要： 為探究固空形成過(guò)程中枝晶微結(jié)構(gòu)演化和氧溶質(zhì)非均勻分布規(guī)律,建立了描述固空枝晶生長(zhǎng)凝固過(guò)程中枝晶形態(tài)演化和氧溶質(zhì)分布的定量相場(chǎng)模型(QPFM),應(yīng)用該模型對(duì)連續(xù)冷卻條件下的固空單枝晶和多枝晶生長(zhǎng)行為特性進(jìn)行了研究,選擇了兩條特殊位置曲線定量表述氧溶質(zhì)分布規(guī)律。結(jié)果表明:枝晶形態(tài)隨初始過(guò)冷度增大而變得復(fù)雜,二次枝晶臂更為發(fā)達(dá);氧溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)枝晶內(nèi)部貧氧外部富氧的分布特征,沿一次枝晶臂和二次枝晶臂的軸線形成了氧溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的脊柱;多枝晶的相互作用破環(huán)了枝晶的對(duì)稱形態(tài);連續(xù)冷卻條件下,固空枝晶二次枝晶臂隨時(shí)間增長(zhǎng)逐漸粗化,、融合,固相率和最大氧溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別持續(xù)增長(zhǎng)到最大值0.9111和0.8406;枝晶之間的間隙阻礙了氧溶質(zhì)的擴(kuò)散,使得氧溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)由單枝晶時(shí)的0.402升至多枝晶時(shí)的0.668,。研究可為液氫系統(tǒng)的安全使用提供理論指導(dǎo)。
