铸件凝固过程几何形状计量多功能图像显微镜

铸件凝固过程几何形状计量多功能图像显微镜
　　现在我们转到研究铸件中柱状晶生长的情况，初始固相迅速地扩展穿过与铸型相接触的过冷金属液，在形成一层固体表层之后，它是怎样继续向金属液中生长的呢?只有当热量通过固体散失，凝固前沿的温度降到平衡凝固点以下时，凝固过程才会继续，而实际的过冷度通常只有几摄氏度。当散热速率增加，凝固前沿温度进一步降低时，固体的推进速度u也相应地增加。
　　    对于纯金属，随着凝固驱动力的增加，凝固前沿会发生一系列的转变。初始时固液界面是一个平面；随后高速向前推进，固液界面出现胞状凸起，这些凸起按一定间距有规则地排列在前沿，并将凸起之间的固液界面抛在后面，这种生长方式称为胞状生长；胞晶继续以凸出形状更高速地向前推进，有时会生成复杂的几何形状，这些像树枝状的结构我们称之为树枝晶。
　　应注意到树枝晶生长是受到固相生长时不稳定前沿环境的影响，而不是受到晶体结构的影响(尽管晶体结构随后会影响树枝晶的形状)。类似地，钟乳石像树枝晶那样从洞顶向下生长，就是因重力作用使分布在洞顶的水分产生不稳定的结果。冰柱的形成也是一样，它们的形成当然也不受冰的晶体结构影响。水滴从窗玻璃下落也是一种不稳定现象，这种现象同样与晶体学无关。还有很多其他关于树枝晶前沿生长与任何长程有序的晶体的内在结构无关的自然现象。寻找这样的例子非常有趣，但同时也要清楚有相反的情况存在，如平面状生长的情形强烈地抑制晶体结构有可能带来的影响。因此很明显，不是最初的晶体结构，而是通过G／R的值表征的成分过冷，才是衡量生长稳定性条件的一个首要因素，其可控制生长前沿的形式，而不是晶体结构