Вышедшие номера
Захват примеси в разбавленном растворе: фазово-полевое моделирование затвердевания
РФФИ, р_а Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, проводимый РФФИ совместно с субъектами Российской Федерации, 18-42-180002
РФФИ, А Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, 18-02-00643
Новокрещенова А.А.1, Лебедев В.Г.1,2, Галенко П.К.3,4
1Удмуртский государственный университет, Ижевск, Россия
2Научный центр МФМ УдмФИЦУрО РАН, Ижевск, Россия
3Йенский университет Фридриха Шиллера, физико-астрономический факультет, Йена, Германия
4Лаборатория многомасштабного математического моделирования, Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия
Email: lvg@udsu.ru
Поступила в редакцию: 24 ноября 2020 г.
В окончательной редакции: 4 декабря 2020 г.
Принята к печати: 4 декабря 2020 г.
Выставление онлайн: 8 января 2021 г.

На основе численного моделирования нестационарного процесса направленного затвердевания слабого раствора с плоским фронтом в рамках локально-неравновесной модели фазового поля выполнено исследование процесса перераспределения примеси в окрестности диффузной границы между жидкой и твердой фазами. В результате расчетов получены профили средней концентрации примеси вблизи межфазной границы. Из полученных профилей с помощью фазового поля выделены распределения концентраций в твердой и жидкой фазах при различных скоростях движения фронта. Построенные графики зависимости коэффициента распределения от скорости сравниваются с данными для гиперболической модели непрерывного роста и ранее выполненными расчетами в квазистационарном приближении. Проведено исследование влияния параметров модели на вид зависимости коэффициента распределения от скорости движения фронта и на профиль распределения концентрации внутри диффузной границы. Ключевые слова: быстрые процессы затвердевания, локально-неравновесная EFKP-модель, коэффициент распределения.
  1. M.C. Flemings. Solidification Processing (Mc Graw-Hill book comp., NY., 1974)
  2. W. Kurz, D.J. Fisher. Fundamentals of Solidification (Trans Tech Pub., Lausanne, 1984)
  3. J.A. Danzig, M. Rappaz. Solidification (EPFL Press, Lausanne, 2009)
  4. A. Paolini, S. Kollmannsberger, E. Rank. Additive Manufacturing, 30, 100894 (2019). DOI: doi.org/10.1016/j.addma.2019.100894
  5. Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.magmasoft.de, http://www.mkmsoft.ru, https://www.esi-group.com/products/casting from 28.08.2020
  6. Электронный ресурс. Режим доступа: https://micress.rwth-aachen.de from 28.08.2020
  7. I. Steinbach, L. Zhang, M. Plapp. Acta Mater., 60, 2689 (2012). DOI: 10.1016/j.actamat.2012.01.035
  8. H.F. Wang, P.K. Galenko, X. Zhang, W.W. Kuang, F. Liu, D.M. Herlach. Acta Mater., 90, 982 (2015). DOI: dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2015.02.021
  9. В.Г. Лебедев, П.К. Галенко. Расплавы, 5, 422 (2016). [V.G. Lebedev, P.K. Galenko. Russ. Metall. (Metally), 8, 785 (2016). DOI: 10.1134/S0036029516080097]
  10. G. Boussinot, M. Apel, J. Zielinski, U. Hecht, J.H. Schleifenbaum. Phys. Rev. Appl., 11, 014025 (2019). DOI:doi.org/10.1103/PhysRevApplied.11.014025
  11. K. Karayagiz, L. Johnson, R. Seede, V. Attari, B. Zhang, X. Huang, S. Ghosh, T. Duong, I. Karaman, A. Elwany, R. Arroyave. Acta Mater., 185, 320 (2020). DOI: 10.1016/j.actamat.2019.11.057
  12. C. Kumara, A. Segerstark, F. Hanning, N. Dixit, S. Joshi, J. Moverare, P. Nylen. Additive Manufacturing, 25, 357 (2019). DOI: doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024
  13. P. Galenko, S. Sobolev. Phys. Rev. E, 55, 343 (1997). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevE.55.343
  14. P. Galenko, D. Danilov. J. Cryst. Growth, 197 (4), 992 (1999). DOI: doi.org/10.1016/S0022-0248(98)00977-4
  15. Y. Yang, H. Humadi, D. Buta, B.B. Laird, D. Sun, J.J. Hoyt, M. Asta. Phys. Rev. Lett., 107, 025505 (2011). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.025505
  16. N. Provatas, K. Elder. Phase-Field Methods in Materials Science and Engineering (Wiley-VCH, Weinheim, 2010)
  17. B. Echebarria, R. Folch, A. Karma, M. Plapp. Phys. Rev. E, 70, 061604 (2004). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevE.70.061604
  18. V.G. Lebedev, E.V. Abramova, D.A. Danilov, P.K. Galenko. Int. J. Mater. Res., 101 (4), 473 (2010). DOI: doi.org/10.3139/146.110297
  19. P.K. Galenko, E.V. Abramova, D. Jou, D.A. Danilov, V.G. Lebedev, D.M. Herlach. Phys. Rev. E, 84, 041143 (2011). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevE.84.041143
  20. J.C. Baker, J.W. Cahn. Acta Metall., 17, 575 (1969)
  21. D. Herlach, P. Galenko, D. Holland-Moritz. Metastable Solids from Undercooled Melts (Elsevier, Amsterdam, 2007)
  22. M.J. Aziz. J. Appl. Phys., 53, 1158 (1982)
  23. M.J. Aziz, T. Kaplan. Acta Metall., 36, 2335 (1988)
  24. J.A. Kittl, M.J. Aziz, D.P. Brunco, M.O. Thompson. J. Cryst. Growth, 148, 172 (1995). DOI: doi.org/10.1016/0022-0248(94)00836-1
  25. A.A. Wheeler, W.J. Boettinger, G.B. Mc Fadden. Phys. Rev. A, 45, 7424 (1992). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevA.45.7424
  26. A.A. Wheeler, W.J. Boettinger, G.B. Mc Fadden. Phys. Rev. E, 47, 3, 1893 (1993)
  27. N.A. Ahmad, A.A. Wheeler, W.J. Boettinger, G.B. Mc Fadden. Phys. Rev. E, 58, 3436 (1998). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevE.58.3436
  28. D. Danilov, B. Nestler. Discrete Contin. Dyn. Syst., 15, 1035 (2006). DOI: 10.3934/dcds.2006.15.1035
  29. P. Galenko. Phys. Rev. E, 76, 031606 (2007). DOI:doi.org/10.1103/PhysRevE.76.031606
  30. D. Danilov, B. Nestler, M. Guerdane, H. Teichler. J. Phys. D: Appl. Phys., 42, 015310 (2009). DOI: 10.1088/0022-3727/42/1/015310
  31. M. Guerdane, F. Wendler, D. Danilov, H. Teichler, B. Nestler. Phys. Rev. B, 81, 224108 (2010). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevB.81.224108
  32. D. Danilov, B. Nestler. Acta Mater., 54, 4659 (2006). DOI: doi.org/10.1016/j.actamat.2006.05.045
  33. P. Galenko. Phys. Lett. A, 287, 190 (2001). DOI: doi.org/10.1016/S0375-9601(01)00489-3
  34. P. Galenko, D. Jou. Phys. Rev. E, 71, 046125 (2005). DOI: doi.org/10.1103/PhysRevE.71.046125
  35. V. Lebedev, A. Sysoeva, P. Galenko. Phys. Rev. E, 83, 026705 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevE.83.026705
  36. P. Galenko, V. Lebedev, A. Sysoeva. Comput. Math. Math. Phys., 51 (6), 1074 (2011). DOI: 10.1134/s0965542511060078
  37. A. Karma. Phys. Rev. Lett., 87, 115701 (2001). DOI:doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.115701
  38. R.F. Almgren. SIAM J. Appl. Math., 59, 2086 (1999)
  39. T. Pinomaa, N. Provatas. Acta Mater., 168, 167 (2019). DOI: 10.1016/j.actamat.2019.02.009
  40. T. Pinomaa, M. Lindroos, M. Walbruhl, N. Provatas, A. Laukkanen. Acta Mater., 184, 1 (2020). DOI: doi.org/10.1016/j.actamat.2019.10.044
  41. A. Salhoumi, P.K. Galenko. Physica A, 447, 161 (2016). DOI: 10.1016/j.physa.2015.12.042
  42. A. Salhoumi, P.K. Galenko. IOP Conf. Series: Mat. Sci. and Eng., 192, 012014 (2017). DOI: 10.1088/1757-899X/192/1/012014
  43. D. Kessler. J. Cryst. Growth, 224 (1-2), 175 (2001). DOI: 10.1016/S0022-0248(01)00814-4
  44. P.K. Galenko, M.D. Krivilyov. Model. Simul. Mater. Sci. Eng., 8, 67 (2000). DOI: doi.org/10.1088/0965-0393/8/1/307

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.