| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-48页 |
| 1.1 选题背景 | 第12-13页 |
| 1.2 凝固微观组织中的枝晶生长理论 | 第13-16页 |
| 1.2.1 Ivantsov枝晶模型 | 第13-14页 |
| 1.2.2 最大生长速度假设 | 第14-15页 |
| 1.2.3 临界稳定理论 | 第15页 |
| 1.2.4 微观可解理论 | 第15-16页 |
| 1.2.5 界面波理论 | 第16页 |
| 1.3 凝固过程中微观组织的模拟方法 | 第16-20页 |
| 1.3.1 确定性方法 | 第17页 |
| 1.3.2 随机性方法 | 第17-18页 |
| 1.3.3 界面跟踪法 | 第18页 |
| 1.3.4 水平集法 | 第18-19页 |
| 1.3.5 相场方法 | 第19-20页 |
| 1.4 相场法在凝固枝晶生长的应用 | 第20-27页 |
| 1.4.1 相场法基本原理 | 第20-21页 |
| 1.4.2 相场法模拟凝固枝晶生长的研究现状 | 第21-25页 |
| 1.4.3 镁合金枝晶生长的相场法模拟 | 第25-27页 |
| 1.5 同步辐射成像技术在枝晶生长研究中的应用 | 第27-32页 |
| 1.5.1 同步辐射成像技术原理 | 第28-29页 |
| 1.5.2 同步辐射成像技术在枝晶生长中的研究现状 | 第29-32页 |
| 1.6 铸造Mg-Gd系合金 | 第32-33页 |
| 1.7 本文选题意义和主要研究内容 | 第33-34页 |
| 1.7.1 选题目的及意义 | 第33页 |
| 1.7.2 主要研究内容 | 第33-34页 |
| 参考文献 | 第34-48页 |
| 第二章 相场模型及实验方法 | 第48-70页 |
| 2.1 引言 | 第48页 |
| 2.2 相场模型 | 第48-58页 |
| 2.2.1 基于熵函数的相场模型 | 第50页 |
| 2.2.2 基于自由能函数的相场模型 | 第50-51页 |
| 2.2.3 纯金属相场模型 | 第51-53页 |
| 2.2.4 各向异性 | 第53-55页 |
| 2.2.5 扰动项的引入 | 第55-56页 |
| 2.2.6 相场模型的求解 | 第56-58页 |
| 2.3 后处理及编程思路 | 第58-60页 |
| 2.4 同步辐射成像实验 | 第60-64页 |
| 2.4.1 实验平台及设备 | 第60-62页 |
| 2.4.2 合金样品制备 | 第62-64页 |
| 2.5 本章小结 | 第64页 |
| 参考文献 | 第64-70页 |
| 第三章 Mg-Gd合金等温凝固下枝晶生长的相场模拟 | 第70-98页 |
| 3.1 引言 | 第70页 |
| 3.2 Mg-Gd二元合金相场模型 | 第70-76页 |
| 3.2.1 自由能密度 | 第71页 |
| 3.2.2 平衡状态下的浓度c_0(χ)和相场φ_0(χ)分布 | 第71-72页 |
| 3.2.3 动力学方程 | 第72-73页 |
| 3.2.4 参数选择及初步结果 | 第73-76页 |
| 3.3 相场参数对枝晶形貌的影响 | 第76-82页 |
| 3.3.1 各向异性对枝晶形貌的影响 | 第76-79页 |
| 3.3.2 空间步长选取对枝晶形貌的影响 | 第79-80页 |
| 3.3.3 噪声对枝晶形貌的影响 | 第80-82页 |
| 3.4 Mg-Gd二元合金多个枝晶生长模拟 | 第82-92页 |
| 3.4.1 取向场法 | 第82-83页 |
| 3.4.2 多相场法 | 第83-84页 |
| 3.4.3 连续相场法 | 第84-85页 |
| 3.4.4 基于连续相场的二元合金等温凝固多晶相场模型 | 第85-87页 |
| 3.4.5 二元合金等温凝固过程中的多晶生长 | 第87-90页 |
| 3.4.6 多枝晶生长动力学 | 第90-92页 |
| 3.5 本章小结 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-98页 |
| 第四章 Mg-Gd合金非等温凝固下等轴晶和柱状晶生长的相场模拟 | 第98-124页 |
| 4.1 引言 | 第98页 |
| 4.2 非等温凝固下等轴晶生长的相场模拟 | 第98-108页 |
| 4.2.1 耦合温度场的相场模型 | 第98-100页 |
| 4.2.2 非等温凝固下单个枝晶相貌演化 | 第100-104页 |
| 4.2.3 非等温凝固下多晶形貌演化 | 第104-108页 |
| 4.3 定向凝固下枝晶生长的相场模拟 | 第108-119页 |
| 4.3.1 相场模型修正 | 第109-111页 |
| 4.3.2 各向异性对柱状晶的影响 | 第111-113页 |
| 4.3.3 温度参数对柱状晶的影响 | 第113-117页 |
| 4.3.4 取向参数对柱状晶的影响 | 第117-119页 |
| 4.4 小结 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-124页 |
| 第五章 Mg-Gd合金的同步辐射原位表征 | 第124-144页 |
| 5.1 引言 | 第124页 |
| 5.2 同步辐射原位成像 | 第124-135页 |
| 5.2.1 实验过程 | 第124-126页 |
| 5.2.2 等轴晶的生长 | 第126-127页 |
| 5.2.3 等轴晶向柱状晶的转变 | 第127-130页 |
| 5.2.4 柱状晶的生长 | 第130-132页 |
| 5.2.5 枝晶形核生长机制 | 第132-133页 |
| 5.2.6 枝晶的断裂、漂移、碰撞及旋转 | 第133-135页 |
| 5.3 实验观测结果与相场模拟对比 | 第135-141页 |
| 5.3.1 等轴晶形貌对比 | 第135-136页 |
| 5.3.2 柱状晶形貌对比 | 第136-141页 |
| 5.4 本章小结 | 第141页 |
| 参考文献 | 第141-144页 |
| 第六章 结论和创新点 | 第144-148页 |
| 6.1 结论 | 第144-146页 |
| 6.2 创新点 | 第146-148页 |
| 致谢 | 第148-150页 |
| 攻读博士期间发表的学术论文及奖励 | 第150-153页 |
