基于同步辐射X射线实时成像研究扰动对流下枝晶生长行为

对流较扩散更大程度影响着合金凝固过程的热量、溶质、动量传输继而枝晶生长及最终性能，合金的不透明特性是实验研究对流对枝晶生长行为影响的最大障碍，有鉴于此，本项目提出创新性研究思路：利用同步辐射X射线成像技术实时观察扰动对流下的枝晶生长动态行为，并基于宏观传输与微观相变的热-溶质-固相率平衡理论，构建宏微观自平衡统一数值模型，模拟研究对流所引起得温度与成分的波动及枝晶形貌的改变。结合同步辐射实验与微观数值模拟研究，更深层次揭示对流在枝晶生长动力学中所扮演的重要角色，掌握不同对流模式对Bridgman定向凝固过程枝晶的形貌演变、竞争选择、枝晶臂断裂与游离等微观现象的影响规律与机制。本项目基础研究成果可用于指导和优化合金凝固控制工程，如外场力涡流搅拌合金熔体细化、球化晶粒等工程实践。