| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第14-26页 |
| 1.1 空间材料科学 | 第14-15页 |
| 1.1.1 空间材料科学地面模拟实验 | 第14页 |
| 1.1.2 金属材料的物理性质和结晶过程 | 第14-15页 |
| 1.2 静电悬浮技术 | 第15-18页 |
| 1.2.1 静电悬浮技术的发展 | 第15-16页 |
| 1.2.2 静电悬浮技术的优点 | 第16-17页 |
| 1.2.3 静电悬浮技术的应用 | 第17-18页 |
| 1.3 落管技术 | 第18-19页 |
| 1.3.1 落管技术的原理 | 第18-19页 |
| 1.3.2 落管技术的应用 | 第19页 |
| 1.4 第一原理 | 第19-22页 |
| 1.4.1 结构和相变 | 第20页 |
| 1.4.2 弹性性质 | 第20-21页 |
| 1.4.3 声子和热力学性质 | 第21-22页 |
| 1.5 分子动力学 | 第22-23页 |
| 1.6 本文研究内容与目标 | 第23-26页 |
| 第二章 实验方案和计算方法 | 第26-36页 |
| 2.1 总体研究思路 | 第26-27页 |
| 2.2 静电悬浮系统的优化设计方案 | 第27-28页 |
| 2.2.1 室温下的悬浮动态过程控制 | 第27页 |
| 2.2.2 高温与测定子系统的优化设计 | 第27-28页 |
| 2.3 落管微重力实验 | 第28-30页 |
| 2.3.1 实验装置与实验方法 | 第28-29页 |
| 2.3.2 自由下落液滴传热分析 | 第29-30页 |
| 2.4 弹性和热力学性质的第一原理计算 | 第30-32页 |
| 2.4.1 弹性性质 | 第30-31页 |
| 2.4.2 热力学性质 | 第31-32页 |
| 2.5 合金的 2NN-MEAM势函数拟合 | 第32-36页 |
| 2.5.1 MEAM势函数 | 第32-33页 |
| 2.5.2 改进的 2NN-MEAM拟合方法 | 第33-34页 |
| 2.5.3 热物理性质计算 | 第34-36页 |
| 第三章 高温合金熔体的静电悬浮稳定性研究 | 第36-46页 |
| 3.1 静电悬浮的稳定性控制 | 第36-40页 |
| 3.1.1 悬浮力和稳定性的制约因素 | 第36-38页 |
| 3.1.2 金属样品带电量和悬浮力的定量表征 | 第38-40页 |
| 3.2 金属样品熔化结晶过程的主动控制 | 第40-43页 |
| 3.2.1 激光加热状态下的样品带电与悬浮稳定性 | 第40-42页 |
| 3.2.2 熔化与结晶过程的主动控制和精确测定 | 第42-43页 |
| 3.3 物理性质的非接触式测定 | 第43-45页 |
| 3.3.1 温度 | 第43-44页 |
| 3.3.2 密度和体膨胀系数 | 第44页 |
| 3.3.3 比热和发射率 | 第44-45页 |
| 3.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 第四章 静电悬浮条件下液态Fe–B合金的深过冷与快速结晶 | 第46-70页 |
| 4.1 引言 | 第46-47页 |
| 4.2 FeB和Fe_2B化合物高温热物理性质的静电悬浮测定 | 第47-52页 |
| 4.2.1 冷却曲线和悬浮图像 | 第47-49页 |
| 4.2.2 密度和体膨胀系数 | 第49-50页 |
| 4.2.3 比热与发射率的比值 | 第50-52页 |
| 4.3 FeB和Fe_2B化合物的快速结晶 | 第52-55页 |
| 4.3.1 结晶形貌 | 第52-53页 |
| 4.3.2 晶体生长速度 | 第53页 |
| 4.3.3 结晶动力学 | 第53-55页 |
| 4.4 Fe–B体系金属间化合物的固态物理性质计算 | 第55-68页 |
| 4.4.1 晶体结构 | 第56-59页 |
| 4.4.2 弹性性质 | 第59-63页 |
| 4.4.3 声子性质 | 第63-64页 |
| 4.4.4 热力学性质 | 第64-68页 |
| 4.5 本章小结 | 第68-70页 |
| 第五章 液态Ni–Zr合金物理性质与结晶过程的静电悬浮测定 | 第70-96页 |
| 5.1 引言 | 第70-71页 |
| 5.2 Ni_7Zr_2合金的高温物理性质 | 第71-79页 |
| 5.2.1 冷却曲线 | 第71-72页 |
| 5.2.2 熔体和高温固体的密度与比热 | 第72-74页 |
| 5.2.3 液固相变特征 | 第74-76页 |
| 5.2.4 熔体的扩散系数、粘度和表面张力 | 第76-79页 |
| 5.3 Ni_7Zr_2晶体的生长动力学 | 第79-85页 |
| 5.3.1 静电悬浮条件下的晶体生长 | 第79-80页 |
| 5.3.2 落管中的结晶过程与液滴传热分析 | 第80-82页 |
| 5.3.3 结晶动力学 | 第82-83页 |
| 5.3.4 小面相生长特征 | 第83-85页 |
| 5.4 Ni_5Zr合金熔体的物理性质 | 第85-89页 |
| 5.4.1 密度和比热 | 第85-86页 |
| 5.4.2 液固相变与玻璃转变 | 第86-87页 |
| 5.4.3 输运性质 | 第87-89页 |
| 5.5 Ni–Zr合金体系的热物理性质 | 第89-93页 |
| 5.5.1 冷却曲线 | 第89-90页 |
| 5.5.2 密度和体膨胀系数 | 第90-92页 |
| 5.5.3 比热与发射率的比值 | 第92-93页 |
| 5.6 本章小结 | 第93-96页 |
| 第六章 落管中液态Ni–Sn合金的结晶过程和固态物理性质 | 第96-124页 |
| 6.1 引言 | 第96-98页 |
| 6.2 自由落体条件下Ni–Sn共晶合金体系的快速结晶过程 | 第98-108页 |
| 6.2.1 Ni–19.23at%Sn共晶合金的组织演化规律 | 第98-100页 |
| 6.2.2 Ni–Sn亚共晶和过共晶合金的结晶组织 | 第100-102页 |
| 6.2.3 液态Ni–Sn共晶合金体系的热物理性质 | 第102-105页 |
| 6.2.4 Ni–Sn共晶合金液滴的结晶动力学 | 第105-108页 |
| 6.3 Ni–Sn体系金属间化合物的固态物理性质计算 | 第108-118页 |
| 6.3.1 晶体结构 | 第109-110页 |
| 6.3.2 Ni–Sn合金的 2NN-MEAM势函数 | 第110-112页 |
| 6.3.3 弹性性质 | 第112-114页 |
| 6.3.4 声子性质 | 第114-115页 |
| 6.3.5 热力学性质 | 第115-118页 |
| 6.4 Ni–Sn过饱和固溶体的晶格特征 | 第118-123页 |
| 6.4.1 实验和计算方法 | 第118-119页 |
| 6.4.2 晶格常数和晶格畸变 | 第119-121页 |
| 6.4.3 热膨胀和线膨胀系数 | 第121-123页 |
| 6.5 本章小结 | 第123-124页 |
| 第七章 液态Ni–Si合金的微重力结晶过程和固态物理性质计算 | 第124-144页 |
| 7.1 引言 | 第124-125页 |
| 7.2 Ni–Si共晶合金体系的微重力结晶过程 | 第125-133页 |
| 7.2.1 落管中Ni–18at%Si共晶合金的快速结晶组织特征 | 第125-126页 |
| 7.2.2 落管中Ni–Si亚共晶和过共晶合金的结晶规律 | 第126-127页 |
| 7.2.3 液态Ni–Si共晶合金体系的热物理性质 | 第127-130页 |
| 7.2.4 Ni–Si共晶合金液滴的结晶动力学 | 第130-133页 |
| 7.3 Ni–Si体系金属间化合物的固态物理性质计算 | 第133-142页 |
| 7.3.1 晶体结构 | 第133-136页 |
| 7.3.2 Ni–Si合金的 2NN-MEAM势函数 | 第136-138页 |
| 7.3.3 弹性性质 | 第138-139页 |
| 7.3.4 声子和热力学性质 | 第139-142页 |
| 7.4 本章小结 | 第142-144页 |
| 第八章 结论 | 第144-146页 |
| 参考文献 | 第146-158页 |
| 致谢 | 第158-160页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第160-162页 |
