Влияние вибраций на устойчивость поверхности раздела твердой и жидкой фаз при направленной кристаллизации расплава бинарной металлич

摘要

Рассмотрена задача о влиянии поступательной вибрации вдоль направления выращивания кристалла на устойчивость фронта кристаллизации расплава бинарной системы с малым числом Прандтля в условиях космического эксперимента. Расчеты, проведенные для смеси Ge-Si показали, что вибрация оказывает такой же эффект, как и сила тяжести в земных условиях, и приводит к появлению длинноволновой неустойчивости, связанной с вызываемой вибрацией конвекцией в расплаве. Увеличение концентрации примеси способствует развитию, как морфологической неустойчивости, так и неустойчивости, обусловленной вибрацией. Увеличение скорости выращивания оказывает стабилизирующие действие на вибрационную неустойчивость и дестабилизирующее - на морфологическую. Между максимальным значением критической скорости выращивания для вибрационной моды и минимальным значением критической скорости для морфологической моды существует интервал оптимальных скоростей выращивания, при которых фронт кристаллизации остается плоским.