高熔点金属区域熔炼中晶体生长角和凝固速率对熔区稳定性的影响

金属学报, 2015, 51(1): 114-120. doi: 10.11900/0412.1961.2014.00400

高熔点金属区域熔炼中晶体生长角和凝固速率对熔区稳定性的影响

李双明 ^1, , 耿振博 ^2, , 胡锐 ^3, , 刘毅 ^4, , 罗锡明 ^5,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072

3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072

4.昆明贵金属研究所,昆明650106

5.昆明贵金属研究所,昆明650106

基金项目: Supported by National Natural Science Foundation of China-Yunnan Province Joint Fund (No.U1202273) 国家自然科学基金-云南省联合基金项目资助U1202273

关键词：高熔点金属 , 电子束区熔 , 生长角 , 界面生长机制

EFFECT OF GROWTH ANGLE AND SOLIDIFICATION RATE ON THE FLOATING ZONE STABILITY FOR PROCESSING OF HIGH-TEMPERATURE PURE METALS

Keywords： high-melting point metal , electron beam floating zone method , growth angle , interface growth mechanism

对高熔点金属Nb,W,Ta,Mo及Ir电子束区熔熔区高度进行了稳定性分析,发现在区熔相同尺寸试样时,能够稳定熔区高度大小排序依次为Nb＞Mo＞W＞Ta＞Ir.计算获得了这5种金属的晶体生长角在8°～13°之间,发现生长角不为零对大尺寸试样熔区高度起主导作用,同时金属的实际晶体生长角与界面生长机制有关.当为粗糙界面生长机制时,生长角随区熔凝固速率增加变化不大;而为位错生长机制时,生长角随区熔凝固速率增加而减少;如为小面生长机制时,生长角在低速下会大幅度减小,并随凝固速率增加而增大.采用较大的凝固速率(约1 mm/min)有利于控制Ir和Mo晶体生长角变化和熔区高度,这一点与Mo区熔单晶生长实验结果基本吻合.

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