Year: 2025
Type: article
Abstract: 精确可靠的熔体扩散系数不仅是理解熔体动力学行为的关键参数，也是材料设计与凝固模拟的重要基础。然而，地面重力场会通过引入附加扩散通量和触发对流而显著影响扩散的测量精度。为定量评估这些效应，本文基于现象学关系，推导了重力作为外场力所致的附加扩散通量的表达式，并对其大小进行了估算。同时，针对重力诱导对流，分别分析了轴向与径向温度梯度两种情形，并定量揭示了重力的作用。进一步地，本文考察了长管技术中升降温过程以及初始剪切扰动对切单元技术和多层平动剪切技术的影响。分析显示，长管技术的升降温过程会引入超过30%的测量误差，而切单元和多层平动剪切技术中的初始扰动的影响则可通过分析浓度谱在长时间尺度上的演化加以消除，从而可获得精确可靠的扩散系数。综上所述，本研究不仅凸显了在空间微重力条件下开展熔体扩散实验的必要性和不可替代性，也为空间熔体扩散测量技术的选择与优化提供了重要参考。
Source: Scientia Sinica Technologica
Authors: JinLiang HU, Peng WANG, FeiQi HUANG, Zhi LU, MingXiang PAN, Bo ZHANG, WeiHua WANG
Language: English
Subfield: Mechanical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4415265464