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枝晶生長微觀模型及應用

  • 作者：張顯飛//張玉妥|責編:韓慶利
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122419569
  • 出版日期：2022/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：148
人民幣：RMB 78 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統介紹了金屬凝固過程中樹枝晶生長的微觀模型、數值計算方法，應用相場法和元胞自動機法模擬了純金屬和合金的樹枝晶生長過程。全書分為兩部分：第一部分介紹經典形核、界面穩定性、樹枝晶生長的基礎理論和常用數值計算方法；第二部分以作者工作成果為基礎，介紹了模擬樹枝晶生長的相場模型和元胞自動機模型，並給出了這兩種模型的應用。
    本書可供相關專業科技人員參考，也可供高等院校材料學、材料成型及控制工程、冶金學、機械工程等專業相關的本科生和研究生使用。
作者介紹
張顯飛//張玉妥|責編:韓慶利
目錄
第1章  枝晶生長理論基礎
  1.1  金屬凝固的熱力學基礎
    1.1.1  單元材料的相平衡
    1.1.2  二元合金的相平衡
    1.1.3  相圖計算
    1.1.4  溶質再分配
    1.1.5  溶質捕獲
  1.2  形核
    1.2.1  均質形核
    1.2.2  異質形核
  1.3  晶體微觀生長機制
  1.4  合金的固液界面穩定性
    1.4.1  成分過冷
    1.4.2  MS理論
  1.5  樹枝晶生長理論
    1.5.1  過冷熔體中枝晶生長
    1.5.2  定向凝固樹枝晶生長
  1.6  液相對流對枝晶生長的影響
  1.7  界面能各向異性對枝晶生長的影響
  參考文獻
第2章  微觀組織模擬方法
  2.1  傳熱傳質模型
    2.1.1  控制方程
    2.1.2  有限差分法
    2.1.3  有限元法
    2.1.4  有限體積法
    2.1.5  格子-Boltzmann法
  2.2  凝固過程微觀組織模擬方法
    2.2.1  確定性方法
    2.2.2  概率方法
    2.2.3  相場方法
  參考文獻
第3章  凝固過程枝晶生長的相場法模擬
  3.1  概論
    3.1.1  相場法
    3.1.2  相場模型
    3.1.3  凝固特徵值的計算
    3.1.4  相場法模擬凝固微觀組織
  3.2  純物質過冷熔體枝晶生長的相場法模擬
    3.2.1  純物質枝晶生長的相場模型
    3.2.2  相場控制方程的離散
    3.2.3  純物質Ni過冷熔體枝晶生長的模擬
    3.2.4  小結
  3.3  Al-Si合金等溫凝固枝晶生長的相場法模擬
    3.3.1  二元合金等溫凝固過程的相場模型
    3.3.2  相場控制方程的離散
    3.3.3  初始條件和邊界條件
    3.3.4  Al-2mol%Si合金等溫凝固單個枝晶生長的模擬
    3.3.5  Al-2mol%Si合金等溫凝固多個枝晶生長的模擬
    3.3.6  Al-2mol%Si合金等溫凝固枝晶粗化

    3.3.7  小結
  3.4  Fe-C-Mn三元合金等溫凝固枝晶生長的相場法模擬
    3.4.1  Fe-C-Mn三元合金相場模型
    3.4.2  Fe-1.0mol%C-0.1mol%Mn合金等溫凝固枝晶生長模擬
    3.4.3  小結
  3.5  Ti-45at%Al合金等溫凝固枝晶生長的相場法模擬
    3.5.1  Ti-45at%Al合金相場模型的建立
    3.5.2  Ti-45at%Al合金等溫凝固枝晶生長的模擬
    3.5.3  相場參數對枝晶形貌的影響
    3.5.4  小結
  3.6  相場模擬的前景與挑戰
    3.6.1  枝晶生長方向的轉變
    3.6.2  微重力凝固實驗
  參考文獻
第4章  元胞自動機法模擬枝晶生長
  4.1  元胞自動機模型的發展
  4.2  二維元胞自動機模型模擬枝晶生長
    4.2.1  模型建立
    4.2.2  模型驗證
    4.2.3  丁二?-2.5wt%乙醇合金凝固組織模擬
  4.3  三維元胞自動機模型
    4.3.1  熱和溶質擴散方程
    4.3.2  形核率計算
    4.3.3  固液界面生長速度和固相分數的計算
    4.3.4  固液界面平衡溶質濃度計算
  4.4  Al-Cu合金過冷熔體中的枝晶生長
  4.5  Al-Cu-Mg合金枝晶生長模擬
  4.6  Al-Cu-Mg合金定向凝固枝晶生長模擬
    4.6.1  Al-Cu-Mg合金定向凝固二次枝晶間距
    4.6.2  一次枝晶間距選擇過程
    4.6.3  凝固速度對枝晶間距的影響
    4.6.4  Mg含量對枝晶間距的影響
  4.7  Al-Cu-Mg合金等軸晶生長模擬
    4.7.1  異質形核及枝晶生長過程
    4.7.2  冷卻速率對凝固組織的影響
    4.7.3  形核接觸角對凝固組織的影響
    4.7.4  形核質點密度對凝固組織的影響
  4.8  流動作用下Al-Cu合金的枝晶生長
    4.8.1  流動對等軸晶生長的影響
    4.8.2  來流對過冷熔體中枝晶生長的影響
    4.8.3  流動對柱狀晶生長模擬
  4.9  格子-Boltzmann方法模擬流動作用下枝晶生長
  4.10  重力作用下Al-Cu合金枝晶沉降
    4.10.1  虛擬區域-拉格朗日方法
    4.10.2  Al-Cu合金過冷熔體中等軸晶生長
  參考文獻

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