定向凝固和单晶制备技术课件06834.pptVIP

定向凝固和单晶制备技术 定向凝固技术 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术概述 定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术 传统定向凝固技术总结 传统定向凝固技术总结 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术 新型定向凝固技术小结 单晶制备技术 常见单晶材料及应用场合 常见单晶材料及应用场合 常见单晶材料及应用场合 常见单晶材料及应用场合 单晶铜（Single crystal Copper） 单晶铜（Single crystal Copper） 单晶铜（Single crystal Copper） 单晶镍基合金（Single-crystal nickel-based alloys） 单晶镍基合金（Single-crystal nickel-based alloys） 单晶硅（Monocrystalline Silicon） 单晶硅（Monocrystalline Silicon）  常见单晶制备及加工方法 单晶铜的制备及加工方法 单晶铜的制备及加工方法 单晶铜的制备及加工方法 单晶铜的制备及加工方法 单晶镍基合金的制备及加工方法 单晶镍基合金的制备及加工方法 单晶镍基合金的制备及加工方法 单晶镍基合金的制备及加工方法 单晶硅的制备及加工方法 单晶硅的制备及加工方法 单晶硅的制备及加工方法 单晶硅的制备及加工方法 单晶硅的制备及加工方法 1 基本原理：在加速旋转过程中造成液相强迫对流，液相快速流动引起界面前沿液相中的温度梯度极大的提高，非常有利于液相溶质的均匀混合和材料的平界面生长，枝晶生长形态发生显著的变化，由原来具有明显主轴的枝晶变为无明显主轴的穗状晶，穗状晶具有细密的显微组织。 对流下的定向凝固技术 3 3.6 图15 原理图 1 基本原理：由于重力加速度减小而有效的抑制了重力造成的无规则热质对流，从而获得溶质分布高度均匀的晶体。 重力场作用下的定向凝固技术 3 3.7 超重力下的晶体生长，通过增大重力加速度而加强浮力对流，当浮力对流增强到一定程度时，就转化为层流状态，即重新层流化，同样抑制了无规则的热质对流。 1 纵观定向凝固技术的发展，人们在不断地提高温度梯度、生长速度和冷却速度，以得到性能更好的材料。而温度梯度无疑是其中的关键，提高固液界面前沿的温度梯度在理论上有以下途径：①缩短液体最高温度处到冷却剂位置的距离; ②增加冷却强度和降低冷却介质的温度; ③提高液态金属的最高温度。 3 无坩埚熔炼、无铸型、无污染的定向凝固成形技术会成为未来发展的焦点，在未来的发展中会日渐成熟。 1 常见单晶材料及应用场合 常见单晶制备及加工方法 2 4 1 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体，晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。所谓单晶，即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。 一个零件由一个晶粒组成。对单晶的研究，使人们发现了许多金属新的性质，如铁、钛、铬都是软金属。研究晶体结构、各向异性、超导性、核磁共振等都需要完整的单晶体。 1 单晶（Single Crystal） 1 1 获取单晶条件 ??? 1、在金属熔体中只能形成一个晶核。可以引入籽晶或自发形核，尽量地减少杂质的含量，避免非均质形核。 2、固—液界面前沿的熔体应处于过热状态，结晶过程的潜热只能通过生长着的晶体导出，即确保单向凝固方式。 3、固—液界面前沿不允许有温度过冷和成分过冷，以避免固—液界面不稳定而长出胞状晶或柱状晶。 1 1 单晶（Single Cr