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金属凝固形态学及其研究进展* 骆良顺，苏彦庆，郭景杰 （哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨，150001） E-mail: luols@ 摘要：晶体学和晶体生长形态学在分析日益极端化凝固条件下金属的凝固形态问题上越来越 力不从心，为此本文提出了金属凝固形态学的概念。金属凝固形态学不仅研究凝固产物的宏 观几何外形以及凝固过程中宏观几何外形的演变，而且还研究生长界面的显微形态和生长界 面的稳定性等。本文分别从原子尺度、显微组织尺度来讨论金属凝固形态学及其研究进展。 综合分析了各种理论模型及其存在的不足，并展望了金属凝固形态学的发展方向。 关键词：凝固理论，形态学，界面稳定性，包晶，共晶 Solidification Morphology of Metals and its Recent Development Luo Liangshun, Su Yanqing, Guo Jingjie (Harbin Institulte of Technology, Harbin 150001, P. R. China) Abstract: Crystallography and morphology of crystal growth can’t satisfy the development of the solidification theory with the development of complication solidification conditions. One new discipline, solidification morphology of metals was requested to reply to the challenge. Not only the evolution of geometry outlines of solidification products but also the microcosmic morphology and its stability of the liquid/solid interface should be included in the solidification morphology of metals. The solidification morphology of metals and its recent development were discussed from the atom and microstructure scales in this paper. The important models of solidification morphology and their shortcomings and future directions were also discussed. Key Words: Solidification theory, morphology, stability of interface, peritectic, eutectic 当人们看到形态各异的雪花时，往往会惊叹它们的美丽，其实这正是凝固形态学的魅力 所在。凝固是一种极为普遍的物理现象。物质凡由液态到固态的转变一般都经历凝固过程， 它广泛存在于自然界和工程技术领域。纵观人类历史的发展，凝固曾起到划时代的作用。就 是铸冶工艺的应用及发展，把人类推入“铜器时代”，与“铁器时代”，并成为影响社会生产 力发展的关键因素。即使是在“信息时代”的今天，凝固理论仍然是机械加工和材料科学的 重要组成部分，并逐渐发展成为“大凝固科学”[1] 。金属作为晶体的重要分类之一，金属的 凝固一直以晶体生长为基础，金属凝固的形态的控制也借助于晶体生长形态学的知识。可是 凝固一直以晶体生长为基础，金属凝固的形态的控制也借助于晶体生长形态学的知识。可是 由于凝固条件的日益极端化，使金属的凝固范围日益扩大，越来越偏离正常的平衡和近平衡 _______________________ * 国家自然科学基金重大项目(