北科大《MD》：界面能各向异性在Al-Zn钛合金枝晶取向中的作用！

枝晶导向趋向(DOT)牵涉到在许多铝中的，如Al-Zn、Al-Cu、Al-Ge、Al-Sm、Al-Zn-Cr、Cu-Ni、Mg-Al等。对于Al-Zn铝，当Zn的恒星质量分数大于10%时，自然时效倾向大，无需硬化即可获取较差的高强度。Al-Zn铝容-液GUI的不稳定性避免在凝容过程中的显现出大量枝晶。尺度枝晶功用和微偏析对铝的耐蚀性和导电性有最主要受到影响。近期已对Al-Zn铝的DOT开展了大量的实验和理论较深入研究，断定Zn甜度的叠加将受到影响GUI能的尺度。尽管尺度在容-液GUI能中的的作用在20中叶已被较深入研究争论，但仍共存几个最主要关键问题，即尺度如何受到影响容-液GUI的过渡到区或枝晶导向及其与溶剂ppm之间的联系尚不明了。Al-Zn铝的DOT属性及其对尺度和Zn甜度的贫乏性仍共存争议。

浙江大学等该单位的一项最新较深入研究探讨了枝晶导向趋向(DOT)与尺度GUI能的联系，以及Al-Zn铝中的枝晶的多种不同共通点和共通点学，明确了DOT相关联的GUI能尺度实例范围，并且多级归纳了由液孔或液槽导致的凝容和溶剂偏析。方面学术著作以一本书“Role of interfacial energy anisotropy in dendrite orientation in Al-Zn alloys: A phase field study”发表在Materials Andrew Design。

学术著作重定向：

本文中选取Al-12wt.%Zn铝开展枝晶功用和微观偏析较深入研究。较深入研究断定，通过调整GUI能尺度实例，GUI能尺度驱动枝晶导向趋向a1和a2，可以获取沿和方向的典型枝晶和过渡到枝晶图案。随着a1减少，枝晶共通点从经典的“圣诞树”（a1=0.16-0.063)到“海藻”(a1=0.062-0.04)，然后到“蝙蝠”(a1=0.04-0.00)。枝晶导向从到连续叠加，平滑过渡到。枝晶导向趋向需要较少的a2（-0.005、-0.01和-0.015）和较大的a1（0.061、0.076和0.137）。各有不同ppmAl-Zn铝杨氏模量尺度（摩擦力）的第一性原理量度与相场模拟和实验一致。

图1 各有不同条件下枝晶共通点模拟 a1=(a) 0.16, (b) 0.12, (c) 0.09, (d) 0.08, (e) 0.075, (f) 0.06, (g) 0.03,(h) 0.01, (i) 0.0

图2 Al-Zn铝枝晶共通点区域划分、过渡到不稳定中央线和杨氏模量

图3 Al-12wt.%Zn二维和一维溶剂ppm场的相场模拟

图4 各有不同铝的EBSD结果(a) Al-10%Zn, (b) Al-30%Zn, (c) Al-55%Zn and (d) Al-75%Zn.

图5 多尺度原理图

由GUI热量尺度导致的枝晶导向趋向避免各有不同程度的溶剂偏析。处的二次臂颈缩熔合演化成一次、二次液孔，其多级凝容时序避免溶剂偏析。中的的液槽避免了更严重的溶剂偏析。液槽内的溶剂散播速率远少于枝晶尖端，避免液槽越来越较深。典型的枝晶没有液槽，海藻或蝙蝠晶体中的的液槽较深度随着过饱和度的上升而上升，加剧了溶剂偏析。在工业单单生产中的，应并不需要结晶糖类范围窄、结晶温度等长短、无液相槽的铸铁铝。

本文中重申了从Wulff理论到尺度GUI能再到相场建模的思想，并争论了尺度的多种是从，归纳铝ppm、杨氏模量（摩擦力）和GUI能尺度的方面性，本文中明确了Al-Zn铝的DOT属性及其对尺度和Zn甜度的贫乏联系，并对相场方法有的未来应用重申了蓝图。（文中：破风）

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