包晶反應(yīng)是指合金在凝固過程中，到一定溫度是結(jié)晶出來一些固相與剩余液相發(fā)生反應(yīng)，生成另一種固相的恒溫轉(zhuǎn)變過程。Ni-Al、Ti-Al、Fe-Cr-NI等合金，Nd-Fe-B、Co-Sm-Cu等磁性材料，以及超導(dǎo)材料Y-Ba-Cu-O的制備過程中都會有包晶反應(yīng)，掌握包晶合金凝固規(guī)律對于得到期許的材料性能有著非常重要的意義。本文利用自然對流和旋轉(zhuǎn)磁場強迫對流，分別對Sn-1.6%Cd合金進行弱、強對流條件下定向凝固過程進行仿真分析、并與實驗結(jié)果進行對比。Sn-Cd作為一種典型的包晶合金，其凝固組織變化多端，有嚴格帶狀的，不完整帶狀的、類共生組織、震蕩組織等，由于其多變的組織選擇，使材料能呈現(xiàn)出*不同凝固條件的變化是影響凝固組織的根本原因，因此對不同條件下的凝固過程研究非常重要，根據(jù)Nernst提出的邊界層模型，合金在對流條件下以平界面定向凝固時，在生長界面的前沿存在著一個溶質(zhì)邊界層，邊界層以內(nèi)的溶質(zhì)是通過擴散的方式傳輸?shù)?，而邊界層以外的熔體濃度在對流的影響選能夠保持均勻一致，凝固進入穩(wěn)定的狀態(tài)時，溶質(zhì)擴散方程可以通過邊界條件求得平界面前沿的液相溶質(zhì)濃度分布方程，在對該方程求導(dǎo)并整理，得到平界面前沿液相溶質(zhì)分布方程。

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2014年11月11日