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change23铁虫 (初入文坛)
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[求助]
金属凝固溶质分配的相关问题！求教！
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| 问：平衡分配系数小于1的金属液凝固的过程中，合金以枝晶的形式生长，通常情况下枝晶尖端的溶质浓度比较高，如果此时尖端溶液再压力作用下被冲走浓度降低，这时枝晶尖端会排出溶质来维持枝晶间端初始液态金属的浓度，并且排出的溶质会比冲走的更多，这是为什么？是什么方面的理论知识？ |
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2楼2013-02-28 13:14:39
【答案】应助回帖
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这是基本的金属凝固理论。准确地说，应该是枝晶尖端前沿液相的溶质浓度比较高，这是相图决定的，因为界面处一定是遵循相图的平衡分配系数的，对于K<1的情况，析出的是溶质浓度低的固相，那么原有液相中的溶质必然被排出的界面前沿的液相中去，形成一个扩散梯度，在界面处浓度最高，远离界面溶质浓度逐渐降低。 如果这个梯度无法建立，就意味着多余溶质无法排走，那么枝晶也就不能生长，液相也就无法转变为固相。如果界面前沿的液相中有流动，或流场能加速扩散，那么枝晶的生长自然就会加快。流场能带走溶质越多的方向，将会是枝晶生长越快的方向。但理论上说，流场带走的溶质和枝晶尖端排出的溶质应该是平衡的。不可能出现排出的溶质多。因为如果排出的溶质多，那就会在界面前沿积累起来，但积累到最高也就只能是相图上当前温度对应下的液相线浓度。再高浓度的液相只能存在于更低温度下，这意味着当前温度相对于这个浓度来说是过热的，所以枝晶尖端会重新熔化成液相。 |
3楼2013-07-30 00:48:07