基低形貌及润湿性对表面异质形核的影响
来宝网 2014/1/22点击855次
铸件组织通常包括柱状晶和等轴晶，由细小等轴晶形成的铸件在常规服役条件下具有优良的综合力学性能。凝固初期铸型壁面上形核的激冷晶发生游离即为铸件中等轴晶晶核来源之一。基于经典形核理论，人们推断型壁面存在的凹面有利于晶粒形核；大野笃美将铝液浇注到具备不同表面粗糙的钢制型腔中，发现粗糙型壁处有大量的晶粒形核，从而人为粗糙界面有利于晶粒形核；后续的一些研究也表明，晶核确实易于在型壁裂缝或小孔处出现。王文礼等在研究激冷表面形核现象时发现：粗糙表面形核具有明显的局域性，形核区域与非形核区域之间的微观形貌存在明显的差异，这表明基低微观形貌对形核点的选择有着重要的影响。在实际基低表面上，存在着不同尺度及形貌的微细结构。Turnbull、Fletcher和王猛等人通过分析界面结构对异质形核过程自由能变化的影响，分别考察了与晶胚尺度相当的形貌起伏对界面异质形核的影响机制；郑浩勇则基于Wenzel润湿模型，研究了基低表面小于晶胚尺度的形貌起伏对晶胚与基低润湿角的影响，分析了基低表面粗糙度因子对晶胚形核功的影响规律，并指出，当晶胚与基低之间的本征润湿角大于90度时，基低界面越粗糙越不利于形核，这一观点与粗糙界面有利于异质性核的传统观点构成了冲突。然而遗憾的是，郑浩勇等并未支持这一分析结论的实验证据，导致该推断的说服力显得不够充分。
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2014年01月22日
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