导读:本文包含了固液界面能论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:分子动力学,固,液界面能,最大过冷度,临界晶胚法
固液界面能论文文献综述
周化光[1]（2014）在《固/液界面能的分子动力学计算》一文中研究指出固/液界面能及其各向异性是材料凝固以及晶体形核和生长过程中非常重要的热力学参数。固/液界面能的大小决定了晶体形核的能量势垒，而固/液界面能的各向异性则是凝固过程中影响枝晶生长取向的决定性因素。但由于固液界面存在于两个凝聚相之间，并且固/液界面能及其各向异性的数值都非常小，实验上直接测量固/液界面能及其各向异性的精确值非常困难。近年来，随着计算机硬件和计算机模拟方法的发展，分子动力学模拟方法已经成为研究固液界面性质的一种重要手段。然而，需要指出的是，目前对于固液界面性质的分子动力学模拟大都针对纯金属和简单二元合金，而对于在凝固理论研究中广泛应用的类金属有机物分子晶体材料，如丁二腈，较少涉及。丁二腈是一种自然界不多见的界面粗糙度与金属相似的特殊有机晶体，凝固理论的许多重大进展都是首先以丁二腈实验结果作为依据而得到学术界认可，并在其后从多方面由包括金属在内的其他合金的实验进一步证实。为此，本文首先针对目前分子动力学模拟方法在计算固液界面性质时所存在的问题，发展了能够同时计算固/液界面能及其各向异性的临界晶胚法，并与毛细波动法进行了系统的对比研究，在此基础上，进一步分析了丁二腈的固液界面性质，以期为完善分子晶体固液界面性质研究和完备凝固理论研究基础数据奠定重要基础。取得的主要研究成果有：1.基于一定半径的晶胚在过冷熔体中的生长和熔化演化行为构建了均质形核模型，获得过冷熔体中给定半径晶胚的临界存留温度，及晶胚临界存留温度和晶胚半径之间的关系，发现其与经典形核理论一致，为使用临界晶胚法计算固/液界面能奠定了基础；2.进一步发展了临界晶胚法，使其可同时计算固/液界面能及其各向异性，并通过将临界晶胚法的计算结果和毛细波动法的计算结果以及实验结果进行对比，验证了其在固/液界面能及其各向异性计算上的可靠性。a)使用临界晶胚法计算了8种面心立方金属的Gibbs-Thomson系数，结合使用分子动力学计算出的熔化焓和熔化熵，获得了8种面心立方金属固/液界面能，同时发现，固/液界面能和熔化焓均和计算熔点成正比关系，并且比例系数和实验值在误差范围内一致；b)获得了8种面心立方金属凝固均质形核的最大过冷度，发现，该最大过冷度和计算所获得的熔点成正比，并发现，在假设最小晶胚半径为叁倍晶格常数时，所获得的最大过冷度和计算所获得熔点之间的比例系数和实验值在误差范围内一致；c)进一步发展了临界晶胚法，通过改变晶胚形状，让特定晶面和过冷熔体接触，确定给定尺寸晶胚的临界存留温度，获得了晶胚临界存留温度和晶胚尺寸之间的关系，进而可计算特定晶面的固/液界面能；d)使用毛细波动法计算了两种面心立方金属Cu和Ni的固/液界面能及其各向异性，同时比较了临界晶胚法和毛细波动法的计算结果，验证了临界晶胚法计算固/液界面能及其各向异性的可靠性；3.使用毛细波动法计算了凝固理论研究中广泛使用的透明模型金属丁二腈的固/液界面能及其各向异性，获得丁二腈固/液界面能为(8.37±0.84)mJ/m2，各向异性参数为1=0.011±0.009，2=0.0016±0.0012。同时，研究了计算体系尺寸对于计算结果的影响，随着计算体系尺寸的增加，计算结果逐渐变小，趋于一稳定值，计算精度逐渐提高。(本文来源于《西北工业大学》期刊2014-06-30）
周化光,王猛,林鑫,黄卫东[2]（2013）在《基于临界晶胚法的Ni固液界面能分子动力学计算》一文中研究指出使用分子动力学法,研究不同半径的Ni晶胚在其液相中的生长及熔化行为。研究发现,一定半径的晶胚存在临界形核温度,高于这个温度,晶胚生长;低于这个温度,晶胚熔化,并且临界形核温度与晶胚半径的倒数成线性关系,这和经典形核理论以及Gibbs-Thomson模型的描述一致。基于临界晶胚演化的分子动力学模拟方法得到了金属Ni的Gibbs-Thomson系数为1.56×10-7K·m,并获得了Ni的固液界面能为0.211J/m2,结果与实验测量值一致。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2013年06期）
周化光,林鑫,王猛,黄卫东[3]（2013）在《Cu固液界面能的分子动力学计算》一文中研究指出本文使用分子动力学方法对液相Cu中不同半径晶胚的生长和熔化行为进行了研究.随着半径的增加,晶胚生长的临界温度升高.临界形核过冷度和晶胚半径倒数成正比关系,这和经典形核理论一致.由上述关系计算得到Cu的Gibbs-Thomson系数为1.12×10-7K·m,Cu的固液界面能为0.146J/m2,Cu的Turnbull系数为0.416,这些计算值均与实验值一致.(本文来源于《物理学报》期刊2013年05期）
朱定一,廖选茂,戴品强[4]（2013）在《反应型固液界面能的理论表征与计算》一文中研究指出反应型固液界面能和固体表面能的表征与计算是材料科学和表面界面科学领域亟待解决的问题.本文从非平衡力作功出发,建立了反应润湿体系表面能、界面能之间的数学关系,所建立的方程是一个具有普遍意义的通式,发现平衡态的Young方程是反应固液界面能量关系的一个特例.研究表明,非平衡状态下的固液界面能总是高于平衡状态的固液界面能,证明了反应界面向平衡态界面转变是一个必然的自发过程.通过有限固液界面润湿体系确定了固液界面能的数值范围为0≤sl≤lg,给出了计算反应固液界面能和固体表面能的方法,这一结果对研究材料复合、焊接、粉末冶金烧结、电子器件封装及金属冶金的表面与界面问题具有重要性.(本文来源于《科学通报》期刊2013年02期）
方雯[5]（2012）在《金属固/液界面能实验测定与计算》一文中研究指出通过实验测得准确的固/液界面能,对于理解并掌握该合金凝固及形核的过程具有很大的帮助。本文主要通过不同的实验方法测得铝合金及锗合金的固/液界面能,以下是通过实验主要取得的结果：根据自由体积理论推导出的超额振动熵和超额配位熵的表达式并结合Miedema模型计算得到Al-Mg、Al-Cu、Al-Ni及Al-Ti合金过剩熵的值,随后通过固/液界面能的理论模型预测出Al-Mg、Al-Cu、Al-Ni及Al-Ti合金固/液界面能的值,并且预测的结果与相关报道的实验结果相吻合。其误差为1.822%-6.655%。采用晶界凹槽法,通过14天保温及淬火得到合金宏观的晶界凹槽形态,通过测量凹槽形态的相关参数确定Gibbss-Thomson系数A的值,其值为1.79845×10-4K/mm,通过Gibbss-Thomson方程计算得到Al/Al-Mg合金体系的固/液界面能为0.16472J/m2,其值与相关报道的实验结果相吻合。通过熔融玻璃净化+循环过热法得到Ge-0.1%wtAl合金的深过冷,并通过研究净化工艺对过冷度的影响,确定该实验的最佳净化工艺。并在此工艺条件下Ge-0.1%wtAl合金得到最大的过冷度为333.3K。Ge-0.1%wtAl合金临界生长方式转变过冷度分别为85.4K和163.4K。在此基础上,利用临界转变过冷度模型对Ge-0.1%wtAl合金的固/液界而能进行了预测,根据所获得的固液界面能的值对Ge-0.1%wtAl合金的均质形核过冷度进行预见测并获得了合金均质形核过冷度与合金物理化学参数及凝固参数之间的直接表达式,本文所预测的均质形核过冷度与所报道的实验结果相符。(本文来源于《西安工业大学》期刊2012-05-04）
廖选茂,朱定一[6]（2012）在《Ag在单晶硅(111)基面上的反应润湿与固液界面能计算》一文中研究指出采用滴座法研究Ag在高定向生长单晶硅(111)基面上的高温反应润湿行为及固液界面结构.结果表明,Ag/Si(111)润湿体系在1 200℃高温下的最终润湿角为96.7°,呈现不润湿现象,反应润湿界面有Si原子溶解到液态Ag中,但没有新相生成,Si和Ag仍以单质形式存在,因此Ag(l)/Si(s)界面能保持不变.通过计算得到1 200℃下Ag/Si(111)润湿体系的固体表面能和固液界面能分别为565.6和667.1 mJ.m-2.(本文来源于《福州大学学报(自然科学版)》期刊2012年02期）
陈极[7]（2011）在《金属形核及固/液界面能的分子动力学模拟》一文中研究指出固／液界面能是过冷熔体形核／生长理论中极其重要的物理量,它对于凝固过程中的形核速率和生长速度及界面结构有重要影响。金属的固／液界面能的深入理解对于理解熔体形核及生长过程有很大帮助。本文将形核过程和固／液界面能作为一个系统来看待。我们通过实验全面地研究了Ag、Cu、Ni体系的固／液界面能及形核方式；同时采用分子动力学方法详细地研究了Ag、Cu、Ni的均质形核过冷、形核前熔体的晶胚结构同晶核结构的关联、以及Ni5oCu5o异质形核过程。取得的主要成果有：通过在真空电磁感应加热装置中采用熔融玻璃净化+循环过热的方法对Ag、Cu、Ni的过冷规律进行了系统的研究。采用合适的净化工艺,使其分别获得了263K、257K、340K的过冷度。采用最大过冷度法,我们计算得到在这些过冷度下对应的固／液界面能值分别为：0.1388Jm-2、0.1939Jm-2、0.27631Jm-2。这和有关固／液界面能模型所预测的界面能吻合得很好。为了判定这些金属的形核方式,我们通过相关固／液界面能模型计算得到了实际工艺参数下的均质形核过冷度,也和我们得到的实验值很接近,表明了在这些过冷度下,Ag、Cu、Ni的形核方式接近均质形核。另外,我们对Ag、Cu、Ni的均质形核过冷采用分子动力学方法进行了模拟。结果表发现：模拟得到的形核过冷度同有关界面能的理论预测相吻合。通过采用EAM多体势函数,对银形成非晶的冷却速度范围进行了分子动力模拟,在此基础上研究了银熔体中亚临界晶核的结构、银凝固过程结晶相的结构以及它们之间的关系。结果表明：在一定的冷却速度范围内,银熔体凝固后得到的组织是晶体团簇与非晶组成的混合体,最大晶体团簇尺寸随着冷速的增加而减小；银凝固过程中的晶体团簇和结晶后的晶体是由面心立方fcc和密排六方hcp构成的层状偏聚结构。银熔体结晶后由面心立方和密排六方构成的层状组织偏聚结构起源于熔体中的晶胚,在形核阶段就已经生成,并非在生长阶段才开始产生。采用不同强度形核基底-合金作用势,实现了对过冷Ni50Cu5o熔体均质和异质形核过程的分子动力学模拟。结果发现：异质形核时临界晶核的形状并非球冠状,因此用经典形核理论中的润湿角因子无法表征异质形核基底的形核能力；异质形核时晶核与形核基底之间存在原子间距数量级大小的间隙δ,δ随晶核与形核基底间差异的增大而增大,δ可用来衡量形核基底对熔体的形核能力；随6的减小,形核孕育时间缩短、临界晶核中的原子数减少；模拟得到的无量纲原子数同异质形核的无量纲形核孕育时间的对数近似呈线性关系,表明用临界晶核中的原子数因子取代润湿角因子后,经典形核理论与模拟结果仍然具有一致性。(本文来源于《西安工业大学》期刊2011-05-04）
何坛[8]（2011）在《金属的固/液界面能与形核过冷度研究》一文中研究指出固/液界面能是研究凝固的重要参量,要理解金属的形核和生长过程,就需要知道固／液界面能。本文主要研究Ni-21.4at%Si, Al/Al-Si及Bi的固/液界面能和形核过冷度,取得的研究结果主要有：通过熔融玻璃和循环过热相结合的净化方法,Ni-21.4at%Si共晶合金获得了大的过冷。过冷度主要受多种因素影响,如净化剂组分、过热温度、保温时间、循环过热次数等,其中净化剂组分是最重要的影响过冷度的因素。通过熔融玻璃净化工艺使Ni-21.4at%Si获得了365K的大过冷度,与固/液界面能模型预测的过冷度是一致的。Ni-21.4at%Si共晶合金的凝固组织取决于过冷度。过冷度小于143K,初生相为Ni3Si,次生相为α(Ni),剩下的为非规则共晶组织；在过冷度为143-299K,形成了完全的非规则共晶组织及复杂共晶形态；在过冷度为299-365K,凝固组织为初生相α(Ni)和非规则共晶组织。铋的凝固组织取决于形核过冷度。过冷度小于49K,凝固形貌为具有明显的棱边的层状晶粒；在过冷度为49-95K,其形貌呈现延长的晶粒和等轴晶的混合物；过冷度大于95K,其形貌呈现圆滑边沿的等轴晶。从侧向生长向中间模式生长及从中间模式生长向连续模式生长的临界形核过冷度分别为49K和95K。在试样的晶粒中微结构在不同的过冷区间时是不同的,然而他们均呈现各向异性生长特性。铋的固/液界面能和均质形核过冷度可以采用临界过冷度法来进行预测,对铋的预测结果同实验结果吻合得很好。利用晶界凹槽法对Al/Al-Si合金的固/液界面能进行了测定,实验结果表明,当实验的保温时间为11天时,成功获得A1/A1-Si合金的完整的固/液界面凹槽。通过测量凹槽上的参数确定Gibbs-Thomson系数A为5.7×10-5K/cm, Al/Al-Si合金的固/液界面能为0.45J/m2。(本文来源于《西安工业大学》期刊2011-05-04）
王理林,王方志,林鑫,王猛,黄卫东[9]（2007）在《丁二腈固/液界面能的测量》一文中研究指出固/液界面能对于微观组织的稳定性及相变动力学都起着关键的作用,其数值的准确测量对凝固物理研究有重要意义。本文针对一种在凝固研究中被广泛使用的类金属透明模型合金——丁二腈(SCN),利用温度梯度平台实验获得了不同温度梯度下高纯丁二腈(纯度>99.99%)的晶界凹槽形态,通过测量其凹槽深度计算得到该物质的固/液界面能γ为9.245±0.782×10-3J·cm-2。(本文来源于《铸造技术》期刊2007年06期）
吴申庆,张德元[10]（1994）在《不相溶金属体系的固液界面能》一文中研究指出不相溶金属体系的固液界面能吴申庆张德元（东南大学材料科学与工程系，南京２１００１８）（江西省科学院应用物理研究所，南昌３３００２９）金属体系中固相与液相间的界面自由能，在表观上也视为界面张力，是界面热力学性质中少数可测定的量之一。不相溶的固液金属体系...(本文来源于《东南大学学报》期刊1994年01期）
固液界面能论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
使用分子动力学法,研究不同半径的Ni晶胚在其液相中的生长及熔化行为。研究发现,一定半径的晶胚存在临界形核温度,高于这个温度,晶胚生长;低于这个温度,晶胚熔化,并且临界形核温度与晶胚半径的倒数成线性关系,这和经典形核理论以及Gibbs-Thomson模型的描述一致。基于临界晶胚演化的分子动力学模拟方法得到了金属Ni的Gibbs-Thomson系数为1.56×10-7K·m,并获得了Ni的固液界面能为0.211J/m2,结果与实验测量值一致。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
固液界面能论文参考文献
[1].周化光.固/液界面能的分子动力学计算[D].西北工业大学.2014
[2].周化光,王猛,林鑫,黄卫东.基于临界晶胚法的Ni固液界面能分子动力学计算[J].稀有金属材料与工程.2013
[3].周化光,林鑫,王猛,黄卫东.Cu固液界面能的分子动力学计算[J].物理学报.2013
[4].朱定一,廖选茂,戴品强.反应型固液界面能的理论表征与计算[J].科学通报.2013
[5].方雯.金属固/液界面能实验测定与计算[D].西安工业大学.2012
[6].廖选茂,朱定一.Ag在单晶硅(111)基面上的反应润湿与固液界面能计算[J].福州大学学报(自然科学版).2012
[7].陈极.金属形核及固/液界面能的分子动力学模拟[D].西安工业大学.2011
[8].何坛.金属的固/液界面能与形核过冷度研究[D].西安工业大学.2011
[9].王理林,王方志,林鑫,王猛,黄卫东.丁二腈固/液界面能的测量[J].铸造技术.2007
[10].吴申庆,张德元.不相溶金属体系的固液界面能[J].东南大学学报.1994