方向性凝固英文解释翻译、方向性凝固的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【机】 directional solidification

分词翻译：

方的英语翻译：

direction; power; side; square

向的英语翻译：

always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【医】 ad-; ak-; ob-

凝固的英语翻译：

be hard set; concreting; curdle; freeze; concretion; solidification
【化】 freeze; freezing; setting; solidification
【医】 clotting; coagulate; coagulation; set

专业解析

方向性凝固 (Directional Solidification) 是一种在受控条件下进行的金属或合金凝固过程，其核心特征在于人为地引导熔体沿着特定方向进行凝固结晶。该工艺旨在获得具有定向排列晶粒结构（如柱状晶）甚至单晶结构的材料，从而显著提升材料在特定方向上的力学性能，尤其是高温抗蠕变性能和疲劳寿命。

从汉英词典角度解析：

方向性 (Fāngxiàng xìng)：对应英文"Directional"。意指具有特定的、非随机的取向或排列趋势。在凝固过程中，这表现为晶体生长方向受到严格控制。
凝固 (Nínggù)：对应英文"Solidification"。指物质从液态转变为固态的物理过程。在金属加工中，即熔融金属冷却结晶形成固态的过程。
方向性凝固 (Fāngxiàng xìng Nínggù)：因此，整体直译为"Directional Solidification"。其专业含义远超字面，特指通过技术手段（主要是建立单向温度梯度）使凝固界面定向移动，最终获得晶粒取向高度一致的凝固组织的先进铸造技术。

专业详解：

原理与技术核心：
- 关键在于在铸型内建立并维持一个稳定的单向温度梯度。通常，铸型一端被加热（热区），另一端被冷却（冷区）。熔融金属从冷端开始凝固，凝固界面（固液界面）在温度梯度的驱动下，缓慢、稳定地向热端推进。
- 晶体生长方向与热流方向（即温度梯度方向）相反。在理想的单向温度梯度下，晶体倾向于沿着热流反方向（即温度降低最快的方向）择优生长。那些生长方向与热流方向最接近一致的晶粒会获得竞争优势，抑制其他方向晶粒的生长，最终形成平行排列的柱状晶组织。通过特殊选晶技术（如选晶器），可以进一步实现单晶生长。
- 引用来源：冯端等. 《材料科学基础》. 化学工业出版社， 2005. (Chapter on Solidification Theory)
目的与优势：
- 消除横向晶界：传统铸造获得的是等轴晶或多方向柱状晶，存在大量横向晶界（垂直于主应力方向的晶界）。这些晶界在高温下是薄弱环节，容易成为裂纹萌生和扩展的路径，也是杂质和空洞偏析的聚集地。
- 提升高温性能：方向性凝固形成的平行柱状晶或单晶，其晶界主要平行于主应力方向（如在涡轮叶片中沿叶片轴向），显著减少了有害的横向晶界。这使得材料，特别是镍基高温合金，在高温服役条件下（如航空发动机和燃气轮机热端部件）具有优异的抗蠕变、抗热疲劳性能和更长的使用寿命。
- 控制微观组织：除了晶粒取向，方向性凝固也有助于控制析出相（如强化相γ'）的尺寸、形态和分布，进一步优化性能。
- 引用来源： ASM International. "Directional Solidification." ASM Handbook, Volume 15: Casting. ASM International, 2008.
典型应用：
- 该技术最主要的应用是制造航空发动机和工业燃气轮机的高温涡轮叶片与导向叶片。这些部件需要在极端高温、高应力和氧化腐蚀环境下长期可靠工作，方向性凝固或单晶高温合金是满足这些苛刻要求的关键材料。
- 引用来源： Reed, R. C. The Superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge University Press, 2006. (Discusses DS and SC superalloys for turbine blades)

方向性凝固 (Directional Solidification) 是一种通过精确控制凝固过程中的温度梯度方向，使金属或合金熔体沿着预定方向结晶的先进铸造技术。其核心目标是获得晶粒高度定向排列（柱状晶）或单晶结构的材料，以消除有害的横向晶界，从而显著提升材料（尤其是高温合金）在特定方向（通常是主承载方向）上的高温力学性能，如抗蠕变性和疲劳寿命。该技术是高性能涡轮叶片等关键高温部件制造的核心工艺。

网络扩展解释

“方向性凝固”是材料科学或铸造领域中的专业术语，指在凝固过程中通过控制温度梯度或外部条件，使材料沿特定方向逐渐凝固的现象。以下是详细解释：

凝固的基础定义
凝固是物质从液态转变为固态的相变过程，过程中释放热量（凝固热），且温度保持恒定直至完成（如水的结冰）。这是所有凝固现象的物理基础。
方向性凝固的原理
在传统凝固中，结晶可能随机形成，而方向性凝固通过单向散热或梯度温度场，引导凝固界面沿预定方向推进。例如在金属铸造中，通过冷却装置使熔融金属从一端开始凝固，逐渐向另一端延伸。
应用领域
- 单晶制备：用于航空发动机涡轮叶片制造，通过定向凝固形成无晶界的单晶结构，提升高温性能。
- 复合材料：控制不同材料的凝固顺序，优化界面结合强度。
- 3D打印技术：部分金属打印工艺利用激光定向熔融与凝固，实现精密成形。
与普通凝固的区别
| 特征 | 普通凝固 | 方向性凝固 | |--------------|------------------|------------------------| | 结晶方向 | 随机、多向 | 单一方向主导 | | 组织均匀性 | 可能不均匀 | 晶粒排列有序、性能一致 | | 应用场景 | 常规铸造 | 高性能零部件制造 |

如需进一步了解具体工艺参数或案例，可参考材料工程领域的专业文献。