[00120206]凝固微观组织演化规律及机制的相场法研究

本项目属于基础研究类、材料科学领域。 微观组织是材料科学核心的问题。对凝固过程中微观组织演化规律及机制的理解是现代凝固理论研究中最具挑战的课题。多年来,该领域虽已开展了大量工作,但由于液/固相变过程的复杂性及解析方法和实验方法的局限性,目前对许多凝固微观组织的形成机制仍认识不足,多种反常凝固微观组织的形成原因也尚不明确。针对这些问题,本项目采用相场法数值模拟手段,在枝晶生长规律、特征尺度选择及界面形态演化机制等方面提出了独到见解,解决了若干困扰凝固学界多年的重要问题。本项目的主要研究内容包括： （1） 自由生长条件下凝固组织形成过程及机制; （2） 定向凝固过程中特征尺度演化规律及机制。 在国家自然科学基金等项目资助下,本项目历时5年,针对上述研究内容取得了一批重要的研究成果,它们是： （1） 相场模型建立及高效算法; （2） 多晶凝固动力学规律及机制; （3） 定向凝固特征尺度演化规律及机制; （4） 多元多相合金凝固组织形成机制及动力学规律。 实质上,（1）的完成是后续研究工作的基础,这对精确描述不同条件下的凝固微观组织演化起到重要的铺垫作用。 （2）和 （3）则分别从自由生长和强制生长两种条件下研究了凝固过程中的微观组织演化,阐明了多种不同条件下的微观组织形成机制。（4）则着眼于工业中应用更广泛的多元多相合金,在阐明其凝固组织形成机制的基础上,也为材料设计及组织控制等研究提供了新的思路,因此具有广阔的发展空间和应用前景。 项目完成期间发表论文54篇,其中影响因子3以上论文6篇,2以上12篇;SCI收录49篇,EI收录43篇,ISTP收录3篇,其中15篇代表性论文被SCI他引78次。本项目取得的研究成果,有可能在材料成形理论方面取得原创性成果。