电场调控下合金凝固过程枝晶形貌演变同步辐射原位成像

摘要

由于金属合金的不透明性，研究者们无法实时捕捉到金属合金凝固过程中枝晶生长的动态行为，也无法直接观察到电流对枝晶生长行为的动态调控过程。本文采用同步辐射X射线成像技术，实时观察到了电流对枝晶生长形貌演变的动态调控过程。成像结果表明，直流电流能够显著抑制枝晶生长，并促使枝晶尖端变平，随着电流增加，枝晶尖端发生分裂现象，这归因于枝晶尖端的电流拥挤以及溶质富集。脉冲电流能够显著细化枝晶臂间距并影响其凝固进程，主要原因是周期性的脉冲电流对液固界面产生了循环的热冲击和振荡扰动所致。