Effect of concentration-dependent diffusion coefficient on dendrite growth in directional solidification

枝晶(数学) 扩散 材料科学 过冷 有效扩散系数 扩散层 相(物质) 热力学 半径 扩散方程 定向凝固 谐振器耦合系数 扩散过程 晶界扩散系数 化学 微观结构 图层(电子) 复合材料 物理 有机化学 服务(商务) 创新扩散 经济 谐振器 磁共振成像 经济 放射科 医学 知识管理 光电子学 晶界 计算机科学 计算机安全 数学 几何学
作者
San‐Yan Chu,Chunwen Guo,Zhijun Wang,Junjie Li,Jincheng Wang
出处
期刊:Chinese Physics [Acta Physica Sinica, Chinese Physical Society and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences]
卷期号:68 (16): 166401-166401 被引量:1
标识
DOI:10.7498/aps.68.20190603
摘要

Solute diffusion is an important process that determines the dendrite growth during solidification. The theoretical model generally simplifies the solute diffusion coefficient in liquid phase into a constant. Nevertheless, the composition of the boundary layer changes greatly in the solidification process, the diffusion coefficient will no longer be a constant and is dependent on concentration. In this paper, the quantitative phase field model is used to simulate the effect of concentration-dependent diffusion coefficient on dendrite growth in directional solidification. In the model, the concentration-dependent diffusion process is investigated by coupling the concentration-dependent diffusion coefficient in the liquid solute diffusion equation. A series of simulation results confirms that the concentration-dependent diffusion process has a significant effect on the dendrite growth. The results show that the increase of the coupling intensity of solute concentration will enhance the diffusion of solute in the mushy zone between primary dendrites to the dendrite tip, resulting in the increase of solute enrichment at the dendrite tip, thereby increasing the tip undercooling. The variation of diffusion coefficient in liquid phase has little effect on the tip radius of dendrite, and the simulation results are in good agreement with those from the theoretical model. Moreover, the amplitude of dendritic side branches decreases with the increase of solute diffusion coefficient. In the study of dendrite arrays, it is found that the concentration-dependent diffusion coefficient increases the primary spacing and reduce the tip position. The results of this study indicate that for a system with a concentration-dependent coefficient significantly, the effect of concentration-dependent diffusion on tip undercooling and side branches should be considered in the quantitative and experimental verification of the existing model.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小富婆完成签到,获得积分10
刚刚
Isaac完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
疾风知劲草完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
fengfeng完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
homie完成签到 ,获得积分10
5秒前
机智剑封完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
含糊的念梦完成签到,获得积分10
7秒前
xuyang发布了新的文献求助10
8秒前
务实惜儿发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
888999完成签到,获得积分10
10秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
8R60d8应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
987654发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
塔塔应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
封城岁月发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
宁少爷应助科研通管家采纳,获得50
11秒前
11秒前
自然浩阑完成签到,获得积分10
12秒前
少吃两口关注了科研通微信公众号
13秒前
14秒前
自然浩阑发布了新的文献求助30
15秒前
xuyang完成签到,获得积分10
15秒前
无花果应助456采纳,获得10
16秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3135127
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2786103
关于积分的说明 7775305
捐赠科研通 2441924
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298299
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625112
版权声明 600839