Статья
Название статьи Эволюция и неустойчивость линии роста дендрита в переохлаждённом расплаве
Авторы Шабловский О.Н.доктор физико-математических наук, профессор shablovsky-on@yandex.ru
Кроль Д.Г.кандидат физико-математических наук, доцент kr-dmitry@yandex.ru
Концевой И.А.старший преподаватель ivankon@yandex.ru
Библиографическое описание статьи Шабловский О. Н., Кроль Д. Г., Концевой И. А. Эволюция и неустойчивость линии роста дендрита в переохлажденном расплаве // Учёные записки Забайкальского государственного университета. Сер. Физика, математика, техника, технология. 2018. Т. 13, К- 4. С. 56-68. DOI: 10.21209/2308-8761-2018-13-4-56-68.
Рубрика
DOI 10.21209/2308-8761-2018-13-4-56-68
УДК 517.956
Тип статьи
Аннотация Изучен процесс роста кристалла в однокомпонентном переохлаждённом расплаве чистого вещества. Фазовая граница кристаллизации рассматривается как поверхности силь- ного разрыва, на которой ввшолненв1 условия динамической совместности, являющиеся следствием интегралвнв1х законов сохранения. Рассмотрен класс движений, для которого скорости фазовой границв1 еств функция локалвного угла наклона нормали к линии роста. Представленв1 резулвтатв1 аналитического и численного исследования эволюции во времени двумерного контура фазовой границит Изучена форма линии роста, её кривизна, скорости и тепловой поток в твёрдой фазе. Применителвно к проблеме воздействия вибраций на процесс кристаллизации рассмотрено влияние колебаний скорости фазовой границв1 на интенсификацию теплообмена. Расчётв1 показали силвную чувствителвноств теплового потока к изменению амплитудв1 вибрационного воздействия. Рассмотрен равномерный (по специалвной временной координате) рост двумерного осесимметричного контура дендрита; проанализирован случай, когда исходная линия испв1тв1вает возмущение, локализованное на конечном удалении от вершинки Установлено, что возмущение кривизнв1 линии роста (выступ либо впадина) индуцирует предвестник боковой ветви дендрита: его геометрическим образом служит точка самопересечения эволюционирующей во времени линии контура. Прикладник аспектв1 данной работв1 связанв1 с методами высокоскоростного затвердевания расплава и с получением hobbix функционалвнв1х материалов.
Ключевые слова эволюция фазовой границы, морфологическая устойчивости, скорости роста, боковая ветви
Информация о статье
Список литературы 1. Апштейн Э. 3., Пилюгин Н. Н. Стационарная форма тел при их разрушении под действием тепловых потоков, зависящих от локального угла наклона поверхности // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1981. № 6. С. 137-143. 2. Багдасаров X. С. Высокотемпературная кристаллизация из расплава. М.: Физматлит, 2004. 160 с. 3. Жаринов Е. В., Суханова Е. А., Белов С. Д., Голышев В. Д., Баликчи Э., Аветисов И. X. Комбинированный метод аксиальных низкочастотных вибраций и аксиального теплового потока для выращивания кристаллов из расплава // Доклады Академии наук. 2015. Т. 461, № 2. С. 164-167. 4. Жоу Д., Касас-Васкес X., Лебон Дж. Расширенная необратимая термодинамика. М.; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2006. 528 с. 5. Коняев В. Г. Аналитическое исследование изменения формы аблирующих тел при их движении в атмосфере со сверхзвуковыми скоростями // Ученые записки ЦАГИ. 1974. Т. 5, № 6. С. 125-128. 6. Мурзинов И. И. О форме тел, разрушающихся под действием интенсивного нагревания при движении в атмосфере // Известия АН СССР. Механика. 1965. № 4. С. 36-40. 7. Шабловский О. И. Морфологические свойства линии роста двумерного дендрита в переохлаждённом расплаве // Прикладная физика. 2012. № 4. С. 40-46. 8. Шибков А. А., Леонов А. А., Казаков А. А., Столбенников С. С. Связь нестационарного роста вершины дендрита с образованием боковых ветвей // Материаловедение. 2005. № 7. С. 2-9. 9. Brener Е. A., Mel’nikov V. I. Pattern selection in two-dimensional dendritic growth // Advances in Physics. 1991. Vol. 40, № 1. Pp. 53-97. 10. Chernov A. A., Rashkovich L. N., Vekilov Р. G. Steps in solution growth: dynamics of kinks, bunching and turbulence // Journal of Crystal Growth. 2005. Vol. 275. Pp. 1—18. 11. Glicksman M. E. Capillary-mediated interface perturbations: Deterministic pattern formation // Journal of Crystal Growth. 2016. Vol. 450. Pp. 119-139. 12. Gurtin M. E., Jabbour M. E. Interface evolution in three dimensions with curvature- dependent energy and surface diffusion: interface-controlled evolution, phase transitions, epitaxial growth of elastic films // Arch. Rational Mech. Anal. 2002. Vol. 163. Pp. 171—208. 13. Mullis A. M. Deterministic side-branching during thermal dendritic growth // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 84. 012071. Pp. 1—9. 14. Veenendaal E., Nijdam A. J., Suchtelen J. Simulation of crystal shape evolution in two dimensions // Journal of Crystal Growth. 2002. Vol. 235. Pp. 603—618.
Полный текст статьиЭволюция и неустойчивость линии роста дендрита в переохлаждённом расплаве