Parameters of melting dendrites in NaCl

https://doi.org/10.1016/0956-7151(92)90400-9Get rights and content

Abstract

Radius of curvature ϱ, velocity ν and branching period b were measured near the tips of melting dendrites resulting in a single-crystal NaCl volume from heating by CW CO2-laser focused irradiation. The range of dimensionless superheating Δ is estimated to be 7.0·10−4−3.5·10−3. Relations ϱ2ν = const and b2ν = const typical for crystallization dendrites are fulfilled, however, the tip stability parameter σ is 5–6 times higher than the value σ ≊ 0.02 known for crystallization dendrites. The fact is connected either with low superheating level or with peculiarities of melting dendrites. The relation b/ϱ is 4.2 and is like the usual dendrites, i.e. the similarity of geometrical shape is observed. However, the branches take place at “liquid” dendrites near the very tip and the signs of its curvature pulsations in time are observed.

Résumé

Le rayon de courbure ϱ, la vitesse ν et la période b des bras ont été mesurés près de l'extrémite des dendrites de fusion qui apparaissent dans un volume monocristallin de NaCl par suite du chauffage par irradiation concentrée à l'aide d'un laser au CO2 CW. On estime que la surchauffe Δ (grandeur sans dimension) varie entre 7,0.10−4 et 3,5.10−3. Bien que les relations ϱ2ν = Cte et b2ν = Cte, caractéristiques des dendrites de cristallisation, soient remplies, le paramètre σ de stabilité de l'extrémité est 5 à 6 fois supérieur à la valeur σ ≊ 0,02 connue pour les dendrites de cristallisation. Ce résultat est relié soit au faible taux de surchauffe, soit aux particularités des dendrites de fusion. Le rapport b/ϱ est égal à 4,2, comme dans les cas des dendrites courantes, ce qui veut dire que l'on observe une forme géométrique identique. Cependant, les branches apparaissent sur les dendrites “liquides” tout près de l'extrémité, et l'on observe des pulsations de courbure en fonction du temps.

Zusammenfassung

Der Krümmungsradius ϱ, die Geschwindigkeit ν und die Zweigenperiode b sind nahe der Spitze von Schmelzendendriten gemessen, die innerhalb des NaCl-Monokristalls infolge der Erwärmung mittels fokussierter Strahlung des kontinuirlichen CO2-Lasers entstehen. Der Bereich dimensionsloser Überhitzung wird als 7.0·10−4−3.5·10−3 bestimmt. Die für die Kristallisationsdendriten charakteritischen Verhältnisse ϱ2ν = const und b2ν = const werden ausgeführt, aber der Stabilitätsparameter σ fünf- oder sechsmal höher als der für den Kristallisationsdendriten bekannte Wert σ ≊ 0.02 ist. Das kann man entweder durch eine kleine Überhitzung oder die Besonderheiten der Schmelzdendriten erklären. Das Verhältniss b/ϱ macht 4.2 aus der üblichen Dendriten ähnlich ist. D.h. es wird die geometrische Ähnlichkeit ihrer Form beobachtet. Doch, die Zweigen fangen in der “flussigen” Dendriten gerade an der Spitze an und die Merkmale des Zeitpulsierens von Krümmungsradius sogar bei der größten Überhitzungen bemerkbar sind.

References (14)

  • W. Kurz et al.

    Acta metall. mater.

    (1990)
  • J.S. Langer et al.

    J. Cryst. Growth

    (1978)
  • H. Honjo et al.

    J. Cryst. Growth

    (1982)
    H. Honjo et al.

    Phys. Rev. Lett.

    (1985)
  • A. Dougherty et al.

    Phys. Rev. Lett.

    (1987)
  • J.S. Langer

    Rev. Mod. Phys.

    (1980)
  • D.A. Kessler et al.

    Adv. Phys.

    (1988)
  • M.E. Glicksman et al.

    Metall. Trans.

    (1976)
    S.C. Huang et al.

    Acta metall.

    (1981)
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Cited by (0)

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