Влияние вибрации на морфологию фронта при направленном затвердевании

Abstract

Методами прямого наблюдения за фронтом кристаллизации прозрачных веществ и численными экспериментами исследовано влияние вибрации на морфологию фазовой границы и закономерности тепломассопереноса в расплаве. Использовались технология Бриджмена выращивания кристаллов и наложение аксиальной вибрации на цилиндрический образец. Обнаружено сильное влияние формирующегося вследствие вибрации потока расплава на развитие неустойчивого фронта кристаллизации, а также зависимость параметров потока от соотношения амплитуд вибрационной и гравитационной конвекции.

Методами прямого спостереження за фронтом кристалізації прозорих речовин і чисельними експериментами досліджено вплив вібрації на морфологію фазової межі та закономірності тепломасоперенесення в розтопі. Використовувалися Бріджменова технологія вирощування кристалів і накладення аксіяльної вібрації на циліндричний зразок. Виявлено сильний вплив потоку розтопу, що формується внаслідок вібрації, на розвиток нестійкого фронту кристалізації, а також залежність параметрів потоку від співвідношення амплітуд вібраційної та ґравітаційної конвекції.

The methods of direct observation of the crystallization front in transparent substances and numerical simulation are used in study of the effect of vibration on interface morphology, heat and mass transfer in the melt. The Bridgman crystal-growth technology is applied using axial vibration of cylindrical sample. A strong influence of the melt flow emerging due to vibration on crystallization front stability as well as the effect of the ratio of the amplitudes of vibration and gravity convection on melt flow parameters is observed.