Модель термомиграции жидких цилиндрических включений в кристалле и ее применение (148,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 532.78:544.25(035.3) ББК 22.37+24.561.4я44 Г20 Печатается по решению Комитета при Ученом совете Южного федерального университета по естественно-научному и математическому направлению науки и образования (протокол № 10 от 9 июня 2021 г.) Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор, зав. кафедрой теоретической и вычислительной физики физического факультета Южного федерального университета Л. А. Бугаев; доктор технических наук, доцент, зав. кафедрой «Физика и фотоника» Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М. И. Платова Б. М. Середин Гармашов, С. И. Г20 Модель термомиграции жидких цилиндрических включений в кристалле и ее применение : монография / С. И. Гармашов ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2022. – 99 с. ISBN 978-5-9275-4054-9 DOI 10.18522/801287527 В работе представлена модель, позволяющая рассчитывать форму сечения и скорость цилиндрического включения, мигрирующего в кристалле под действием градиента температуры в стационарных тепловых условиях. На основе предложенной модели, требующей в общем случае применения численных методов, получены аналитические выражения для расчета скорости включения в предельном случае относительно больших площадей сечений. Проведен анализ рассчитанных зависимостей скорости и формы сечений мигрирующих цилиндрических включений от площади их сечения, градиента температуры, степени затрудненности межфазных процессов, удельной межфазной энергии и степени ее анизотропии. Предложены методики определения степени анизотропии удельной межфазной энергии и относительной затрудненности межфазных процессов из анализа форм сечений мигрирующих цилиндрических включений. Издание предназначено для специалистов в области роста кристаллов, а также студентов, магистрантов и аспирантов при изучении вопросов физики процессов кристаллизации. УДК 532.78:544.25(035.3) ББК 22.37+24.561.4я44 ISBN 978-5-9275-4054-9 © Южный федеральный университет, 2022 © Гармашов С. И., 2022 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2022

Стр.3

ОГ ЛА В ЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ............................................................................................... 5 ГЛАВА 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОМИГРАЦИИ (КРАТКИЙ ОБЗОР) .......................................................................................... 7 ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ НЕРАВНОВЕСНОЙ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ................................................................................................. 14 2.1. Процесс термомиграции цилиндрического включения ...................... 14 2.2. Анизотропия межфазной энергии. Капиллярные эффекты ................ 17 2.3. Межфазная кинетика ............................................................................... 24 2.4. Теплота фазовых переходов ................................................................... 24 2.5. Неоднородность теплового поля ........................................................... 24 2.6. Нестационарность температуры ............................................................ 25 2.7. Процессы массопереноса ........................................................................ 25 2.8. Переходные процессы ............................................................................. 25 2.9. Основные уравнения модели ................................................................. 28 2.10. Метод граней............................................................................................ 34 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ...................................... 39 3.1. О скорости термомиграции плоских прослоек жидкой фазы............. 39 3.2. Зависимость формы цилиндрического включения от площади его сечения .......................................................................... 41 3.2.1. Роль межфазной кинетики и капиллярных эффектов ............... 41 3.2.2. Случай относительно больших площадей сечений включений ....................................................................... 45 3.2.3. Сравнение степени влияния кинетики кристаллизации и растворения на форму мигрирующего включения ................. 49 3.3. Зависимость скорости цилиндрического включения от площади и толщины его сечения ...................................................... 52 3.4. Зависимость скорости и формы включения от градиента температуры ...................................................................... 59 3

Стр.4

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ......................................................... 64 4.1. Тестирование модели в случае равновесия ........................................... 64 4.2. Методика определения затрудненности межфазных процессов ........ 67 4.3. Методики определения степени анизотропии межфазной энергии ... 70 4.3.1. Методика 1 ..................................................................................... 70 4.3.2. Методика 2 ..................................................................................... 73 4.3.3. Методика 3 (для четырехгранных сечений включений) ........... 75 4.3.4. Методика 4 (для уплощенных включений) ................................ 77 4.3.5. Оценка площади сечения включения .......................................... 78 4.4. Примеры применения методик и оценка их погрешностей ................ 79 4.4.1. Обработка модельных форм включений ..................................... 79 4.4.2. Обработка экспериментально полученных форм включений .... 85 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................ 91 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................. 93

Стр.5