Исследование особенностей анизотропного роста дендритных кристаллов

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) имени М.И.Платова»
ФАКУЛЬТЕТ ИФИО
КАФЕДРА Физика и фотоника
НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 11.03.04. Электроника и наноэлектроника
Исследование особенностей анизотропного роста
дендритных кристаллов
Автор работы: Василенко Д. А. ИФИО 4-1. 11.03.04-НТЭ 015
Дипломный руководитель: Малибашев А.В.
2019 г.

2.

Цель – исследование роста дендритных структур.
Объект – различные дендритные структуры.
Предмет – изучение особенностей анизотропного роста
дендритных структур.
Задачи:
Определить факторы влияющие на процесс роста дендритных
кристаллов.
Выяснить качественное влияние внешних параметров процесса
роста на различные характеристики кристалла.
Изучить различные физико-математические модели.
Построить модель роста дендритных структур.
Проанализировать полученные результаты моделирования.

3.

• Кристаллизацияэто основной
физический процесс
образования твердого
материала из жидкого
раствора или расплава,
где сформированный
материал имеет
кристаллическую (в
отличии от аморфных)
структуру.

4.

Рисунок 2. Строение кристалла
Рисунок 3. Рост граней кристалла при различных скоростях

5.

Физические механизмы образования
кристаллических структур
Классификации всех кристаллических твердых
веществ, встречающихся в природе, делятся на
четыре важных типа:
1) ионные кристаллы;
2) ковалентные кристаллы;
3) металлические кристаллы;
4) молекулярные кристаллы с водородными
связями;

6.

Рисунок 4. Ионные кристаллы
Рисунок 5. Кристаллическая решетка алмаза

7.

Рисунок 7. Схема образования дипольдипольной связи
Рисунок 6. Свободно связанные и подвижные электроны
окружают положительные ядра атомов металла
Рисунок 8. Схема образования
водородной связи.

8.

Рисунок 9. Основные кристаллические решетки.
Рисунок 10. Дендритный кристалл
Рисунок 11. Изолированный дендрит

9.

Влияние основных характеристик на рост
дендритного кристалла
Рисунок 12. Влияние времени релаксации
на рост дендрита
Рисунок 14. Рост кристаллов при разной
межфазной ширине
Рисунок 13. Влияние угла ориентации на дендрит
Рисунок 15. Рост кристаллов
при различной температуры
плавления

10.

Влияние основных характеристик на рост
дендритного кристалла
Рисунок 16. Рост дендритов для
анизотропии (а) (распределение по
фазе поля); (b) (температура
распределения).
тетрагональная форма
Рисунок 17. Рост дендритов для
анизотропии (а) (распределение по
фазе поля); (b) (температура
распределения).
гексагональная форма

11.

Влияние основных характеристик на рост
дендритного кристалла
Рисунок 18. Дендритный рост при
влиянии скрытого тепла
Рисунок 20. Рост
дендритов при t = 0,0, t =
0,05, t = 0,1, t = 0,15; и t =
0,2
Рисунок 19. Рост дендритов
при разном времени

12.

Физико-математическая модель
Исходные данные:
C(