凝固过程中微观对流效应及其对组织形成的影响规律

液相流动是金属凝固过程和晶体生长过程中的重要传输现象。它是液固界面的稳定性和凝固组织形成的主要控制因素。但由于受到实验技术的限制，无法实时观测金属凝固的全过程。特别是对液固两相区中的微观流动（大小如晶粒、胞晶、枝晶等尺度）、微观流动与宏观流动（大小约为坩锅尺度）的相互关系，以及对材料的结构、性能的影响等方面，亟需深入的研究和探讨。本项目发展一种光学实时观测及外场主动控制技术，揭示微观流动在凝固过程中对材料偏析、结构和性能的影响机理；建立微观流动的随机动力学方程，研究微观流动形成的动力学机制和主动控制微观流动效应。在此基础上，提出适合于液固相变过程的流体运动无量纲参数的新判据；探索激光引发的极端非平衡条件下微观流动的规律；及其对纳米颗粒形成和溶覆层内细密枝晶组织形成的影响。为制备高性能、新型金属材料，特别是金属功能材料提供理论依据。