Теплообмен и кинетика кристаллизации частиц расплава при интенсивном охлаждении

Исследуется процесс затвердевания микроскопических капель расплава при интенсивном охлаждении. Предлагается двухстадийная модель процесса. На первой стадии реализуется объемный механизм кристаллизации, включающий образование жизнеспособных зародышей и их дальнейший рост. Показано, что в силу резко выраженной немонотонности температурных зависимостей скоростей зародышеобразования и роста кристаллов при этом создаются условия, когда возникновение кристаллических зародышей у поверхности более вероятно, чем в остальном объеме капли. Это приводит к формированию во внешней области сплошного кристаллического слоя. Последующая стадия фронтальной кристаллизации описывается обобщенной задачей Стефана. Процесс протекает с переохлаждением фронта, а скорость движения фронта, определяется тепловым балансом и частотой присоединения атомов жидкой фазы к кристаллическому слою.