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力学耦合相场模型在典型航空材料中的应用与展望
1
作者 张金虎 许海生 +6 位作者 武佳奇 李学雄 杨亮 王皞 董利民 徐东生 杨锐 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第5期1308-1316,共9页
随着航空工业的快速发展,高温合金和钛基合金作为航空发动机及机体结构的核心材料,其微观组织调控与性能优化已成为保障装备可靠性的关键。力学耦合相场模型作为一种有效的材料微观组织演变模拟工具,能够衔接微观力学准则、介观组织模... 随着航空工业的快速发展,高温合金和钛基合金作为航空发动机及机体结构的核心材料,其微观组织调控与性能优化已成为保障装备可靠性的关键。力学耦合相场模型作为一种有效的材料微观组织演变模拟工具,能够衔接微观力学准则、介观组织模拟及宏观性能预测,揭示材料在热-力耦合场中微观组织演化与材料力学性能之间的内在联系,为航空材料的微观组织调控及性能评估提供了理论支撑。本文系统评述了力学耦合相场模型在高温合金与钛基合金等典型航空材料领域的研究进展,梳理了该模型在固态相变机理研究中的典型应用案例,内容涵盖了从弹性、弹塑性到考虑缺陷耦合作用的相场模型在高温合金中γ'相析出及筏化组织形成、钛基合金中典型析出相演变规律等方面的应用。同时,讨论了当前研究中面临的挑战,并展望了力学耦合相场模型在航空材料研究中的发展前景,最后特别指出了这类相场模型的热点问题及其未来发展方向。 展开更多
关键词 力学耦合相场模型 航空材料 固态相变 组织模拟
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量子安全直接通信与区块链网络融合应用
2
作者 吴永飞 龙桂鲁 +5 位作者 金建新 王彦博 王敏 魏文术 刘曦子 杨璇 《科技导报》 北大核心 2026年第2期89-97,共9页
量子计算威胁经典密码体系给区块链网络通信安全带来全新挑战。量子安全直接通信可实现端对端安全,同时具备感知窃听和阻止窃听的能力,将量子安全直接通信应用在基于经典保密通信技术的区块链网络中,有助于区块链网络抵御量子计算攻击,... 量子计算威胁经典密码体系给区块链网络通信安全带来全新挑战。量子安全直接通信可实现端对端安全,同时具备感知窃听和阻止窃听的能力,将量子安全直接通信应用在基于经典保密通信技术的区块链网络中,有助于区块链网络抵御量子计算攻击,保障区块链网络安全。探索在区块链网络中应用量子安全直接通信的技术方案,并进行了可行性分析和实验验证,实验成功验证了量子安全直接通信与区块链网络融合方案,利用量子安全直接通信技术为区块链网络保驾护航,增强了区块链网络各节点间信息传输的安全性,助力金融行业打造更加安全可信的数字价值网络。 展开更多
关键词 量子安全直接通信 区块链 量子计算 网络通信安全
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量子电池的研究进展
3
作者 王璐 吴风霖 +4 位作者 李娜娜 郭森炎 樊浩 刘树倩 刘思远 《物理学报》 北大核心 2026年第4期43-65,共23页
量子电池是一种基于量子力学原理设计的新型储能装置,旨在克服传统电化学电池在能量密度、充电速度和效率等方面的性能极限.本文系统梳理了该领域近年来在理论和实验方面的研究进展,重点阐述了其理论框架和核心物理机制,包括量子纠缠和... 量子电池是一种基于量子力学原理设计的新型储能装置,旨在克服传统电化学电池在能量密度、充电速度和效率等方面的性能极限.本文系统梳理了该领域近年来在理论和实验方面的研究进展,重点阐述了其理论框架和核心物理机制,包括量子纠缠和量子相干在能量存储、传输与提取过程中的关键作用.同时,回顾了现有的量子多体电池模型及其开放系统特性中的关键问题,探讨了远距离无线充电的实现路径和发展前景,并介绍了具有潜力的实验实现平台.量子电池研究处于快速发展阶段,其成果不仅对下一代高性能储能技术具有潜在变革性意义,也为量子热力学和量子资源理论提供了重要的实验验证平台. 展开更多
关键词 量子电池 量子热力学 量子资源 开放量子系统
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基于个体属性异质的微博信息超网络传播模型
4
作者 樊静妍 胡枫 +2 位作者 郭磊 杨煜升 宋玉蓉 《电子科技大学学报》 北大核心 2026年第1期137-148,共12页
异质网络能够有效建模现实世界的诸多复杂应用场景。基于微博平台个体的多样性,该文提出构建个体属性异质的微博信息超网络模型,模型以用户、话题为两类异质节点,用户参与话题讨论为超边,构建无标度异质超网络模型。在此基础上,结合SEI... 异质网络能够有效建模现实世界的诸多复杂应用场景。基于微博平台个体的多样性,该文提出构建个体属性异质的微博信息超网络模型,模型以用户、话题为两类异质节点,用户参与话题讨论为超边,构建无标度异质超网络模型。在此基础上,结合SEIR传播模型,对异质节点的个体属性进行量化分析,通过元路径方法设计用户影响力、感染率和免疫率的计算方法。此外,通过仿真实验分析不同网络结构下信息传播的动态过程和规律,研究用户影响力、置信度、兴趣价值、信息时效性对该模型信息传播过程的影响。进一步,通过“日本核污水排放”事件验证模型的有效性和准确性。结果表明,该模型能够较为准确地描述真实社交网络中的信息传播趋势和过程。该工作对异质超网络的模型构建及超网络信息传播的研究有一定的借鉴意义,有助于深入研究更复杂多元的信息传播机制。 展开更多
关键词 超图 异质超网络 微博信息传播 个体属性异质 元路径
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基于参数耦合的Hamilton系统分析与控制
5
作者 付景超 董禹佟 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2026年第2期445-450,共6页
针对一类关于参数耦合的Hamilton系统,研究其控制问题.首先,通过绘制系统的Lyapunov指数图、混沌吸引子图和时域波形图验证系统在一定参数条件下具有的复杂动力学行为;其次,分别用滑模控制法、自适应反推控制法和高频鲁棒控制法设计控制... 针对一类关于参数耦合的Hamilton系统,研究其控制问题.首先,通过绘制系统的Lyapunov指数图、混沌吸引子图和时域波形图验证系统在一定参数条件下具有的复杂动力学行为;其次,分别用滑模控制法、自适应反推控制法和高频鲁棒控制法设计控制器,将混沌系统的状态稳定至平衡点;最后,通过MATLAB软件数值仿真验证所设计控制器的有效性,并对其控制效果进行比较. 展开更多
关键词 耦合Hamilton系统 滑模控制 自适应反推控制 高频鲁棒控制 LYAPUNOV指数
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帐篷映射的周期点计算和混沌性证明的迭路方法及应用
6
作者 叶瑞松 《应用数学》 北大核心 2026年第1期182-189,共8页
探讨了经典帐篷映射的迭路计算方法,利用迭路方法证明了帐篷映射和符号空间上的移位映射拓扑共轭.进一步利用移位映射作为桥梁,提供了一种帐篷映射的周期点计算途径,并证明了其Devaney混沌性.最后提出了两个利用迭路进行图像置乱的加密... 探讨了经典帐篷映射的迭路计算方法,利用迭路方法证明了帐篷映射和符号空间上的移位映射拓扑共轭.进一步利用移位映射作为桥梁,提供了一种帐篷映射的周期点计算途径,并证明了其Devaney混沌性.最后提出了两个利用迭路进行图像置乱的加密算法并加以实现,展示迭路编码的应用. 展开更多
关键词 帐篷映射 迭路 Devaney混沌性 图像置乱加密
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近邻耦合受限的量子比特映射补全与动态优化方法研究
7
作者 刘慧 杨晗笑 +3 位作者 李文泽 赵博 聂凯 张冰洁 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期143-149,156,I0024,I0025,共10页
为改善多数量子算法受限于量子比特最近邻约束而无法直接在嘈杂中规模量子(NISQ)设备上执行,且动态重映射引入的交换(SWAP)门将降低算法保真度的问题,提出了一种高效的量子比特映射方法.首先,该方法基于图形同构性原理与映射补全策略完... 为改善多数量子算法受限于量子比特最近邻约束而无法直接在嘈杂中规模量子(NISQ)设备上执行,且动态重映射引入的交换(SWAP)门将降低算法保真度的问题,提出了一种高效的量子比特映射方法.首先,该方法基于图形同构性原理与映射补全策略完成初始映射分配,在满足量子比特连接性需求的同时,减少后续映射变换的SWAP门插入数量;其次,在映射变换过程中改进启发式成本函数,结合模拟退火算法的快速收敛特性与自适应能力,为量子电路动态选择最优前瞻深度与衰减因子,实现最优成本值动态计算.实验结果表明,相较于现有方法,该方法可显著减少SWAP门插入数量,有效提升NISQ设备上量子算法的执行效率与保真度. 展开更多
关键词 最近邻约束 比特映射 映射补全 模拟退火
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基于多尺度纠缠重整化假设的测量设备无关量子密钥分发协议
8
作者 赖红 王珊珊 黄钟锐 《物理学报》 北大核心 2026年第7期291-310,共20页
测量设备无关量子密钥分发(measurement device independent quantum key distribution,MDI-QKD)协议因其对测量端攻击的天然免疫性而成为当前量子通信领域的研究热点,但其密钥生成依赖于两个独立光子同时干涉成功,导致成功概率随通信... 测量设备无关量子密钥分发(measurement device independent quantum key distribution,MDI-QKD)协议因其对测量端攻击的天然免疫性而成为当前量子通信领域的研究热点,但其密钥生成依赖于两个独立光子同时干涉成功,导致成功概率随通信距离增大和信道损耗增大而急剧下降,严重限制了远距离量子通信能力.且一次成功干涉仅能提取1比特密钥信息,编码效率较低,难以满足高密钥率应用场景的需求.针对这些关键问题,本文提出将多尺度纠缠重整化假设(multi-scale entanglement renormalization ansatz,MERA)应用于测量设备无关量子密钥分发协议,并设计了3种具体实现方案:基于MERA态第L层压缩单光子态的MDI-QKD、基于MERA态第L-1层压缩纠缠态的MDI-QKD和混合模式下的MDI-QKD.这些方案利用MERA独特的分层压缩结构,每次压缩均显著减少光子数量,最终仅需传输两个甚至单个光子,即可重构出多层包含多个光子的矩阵乘积态(matrix product state,MPS),从而一次性实现多比特的高效密钥生成,极大地减少了量子信道的使用次数.通过动态调整压缩深度,这3种方案能够根据实际网络环境和误码率情况灵活优化量子资源使用效率,避免低层次网络资源的浪费.同时,相比经典MDI-QKD协议每次干涉仅产生1比特密钥,本文提出的方案实现了密钥规模的指数级增长.通过仿真实验,基于MERA第L层压缩单光子的MDI-QKD协议在通信距离为150 km时,较经典MDI-QKD协议提高了约22931%的密钥生成率.基于MERA第L-1层压缩纠缠态的MDI-QKD和混合模式下的MDI-QKD协议,在350 km处仍能保持10^(-11)bit/pulse的密钥生成率,较经典MDI-QKD协议,有效通信距离延长了约150 km. 展开更多
关键词 测量设备无关 多尺度纠缠重整化假设 长距离通信 密钥生成率
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气象海洋类专业《数学物理方法》课程教学的问卷调查与分析
9
作者 肖汶斌 高东宝 +3 位作者 汪四成 孟兴 吴佳妮 王文珂 《教育进展》 2026年第1期1086-1095,共10页
聚焦气象海洋类专业《数学物理方法》课程教学改革需求,基于大四学生“全周期学习视角”开展课程教学问卷调查,围绕学生学习基础与特征、课程内容与专业衔接性、课程学习体验与挑战、课程改进优化路径等四个方面展开问卷数据分析。基于... 聚焦气象海洋类专业《数学物理方法》课程教学改革需求,基于大四学生“全周期学习视角”开展课程教学问卷调查,围绕学生学习基础与特征、课程内容与专业衔接性、课程学习体验与挑战、课程改进优化路径等四个方面展开问卷数据分析。基于调查数据结果与质性意见,从基础衔接、专业融合、教学供给等三个方面提出针对性教学改进思路,为进一步深化《数学物理方法》课程教学改革提供实证支撑。 展开更多
关键词 气象海洋类专业 数学物理方法 问卷调查 专业融合
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理论物理方向科研课堂的设计与实践
10
作者 车骁骑 金硕 刘峥 《物理与工程》 2026年第2期14-20,共7页
科研课堂是北京航空航天大学面向本科生开设的一种新的教学尝试。作为一种科研启蒙训练,科研课堂的具体形式与所属学科紧密相关。以理论物理为代表的基础理论研究需要探索不同于工科“微课题”模式的新思路。本文以2025年春季学期开设... 科研课堂是北京航空航天大学面向本科生开设的一种新的教学尝试。作为一种科研启蒙训练,科研课堂的具体形式与所属学科紧密相关。以理论物理为代表的基础理论研究需要探索不同于工科“微课题”模式的新思路。本文以2025年春季学期开设的“科研课堂——凝聚态物理前沿选题”为例,介绍一种以前沿文献的研讨为主体内容、以塑造学术品位为核心目标的课程设计与实践。 展开更多
关键词 科研训练 理论物理教学 凝聚态物理
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量子技术术语标准研究
11
作者 杨宏 郭雄 汪晶晶 《信息技术与标准化》 2026年第1期8-13,共6页
随着量子计算、量子通信、量子传感与测量等领域的快速突破,涉及的概念体系呈现高度复杂性和跨学科性,术语标准作为统一语言体系和促进全球协同的重要基础,其在量子技术体系中的作用愈加凸显。系统分析量子技术术语标准的重要性,对国际... 随着量子计算、量子通信、量子传感与测量等领域的快速突破,涉及的概念体系呈现高度复杂性和跨学科性,术语标准作为统一语言体系和促进全球协同的重要基础,其在量子技术体系中的作用愈加凸显。系统分析量子技术术语标准的重要性,对国际标准化组织术语治理模式进行了深入研究,梳理了国际性标准化组织在量子领域的术语标准发展情况,以及我国量子技术术语相关标准情况,重点分析了ISO/IEC 4879:2024《信息技术量子计算词汇》的提出背景、制定过程、主要内容以及未来修订方向,提出了标准修订思路,从而为我国量子科技标准体系建设提供参考,也为学术界、产业界以及国际合作提供统一术语基础。 展开更多
关键词 量子技术 术语标准 标准化 量子计算 ISO/IEC 4879:2024
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费米黄金规则与粒子衰变和散射
12
作者 王雯宇 范伯文 田雨欣 《物理与工程》 2026年第1期28-37,共10页
本文从量子力学中的费米黄金规则出发,用与量子力学相对应的概念来描述粒子衰变宽度和散射截面等场论基本概念,并建立了这些概念之间的关系。通过分析含时微扰论的跃迁率,阐明了跃迁矩阵元与态密度在粒子衰变与散射过程中的物理意义,利... 本文从量子力学中的费米黄金规则出发,用与量子力学相对应的概念来描述粒子衰变宽度和散射截面等场论基本概念,并建立了这些概念之间的关系。通过分析含时微扰论的跃迁率,阐明了跃迁矩阵元与态密度在粒子衰变与散射过程中的物理意义,利用相空间积分形式推导出相对论协变的衰变宽度与散射截面公式。论文进一步探讨了一维空间中粒子衰变和散射的简化模型,通过一个包含三个标量粒子相互作用的简单拉氏量,具体计算展示了场论中粒子散射的运动学与动力学特征。论文有助于学习者从量子力学自然过渡到量子场论框架中,对理解对撞机物理具有启发意义。 展开更多
关键词 费米黄金规则 粒子衰变 散射截面 相空间 量子场论
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美国能源部:量子信息科学应用路线图
13
作者 张丽娟 金晓晨 《科技中国》 2026年第1期100-104,共5页
量子信息科学作为颠覆性技术革命的先锋,正在重塑全球科技竞争格局。为加速其从实验室到产业化的跨越式发展,美国能源部联合学术界、产业界和国家实验室于2024年12月发布一项面向未来20年的《量子信息科学应用路线图》,以量子计算、量... 量子信息科学作为颠覆性技术革命的先锋,正在重塑全球科技竞争格局。为加速其从实验室到产业化的跨越式发展,美国能源部联合学术界、产业界和国家实验室于2024年12月发布一项面向未来20年的《量子信息科学应用路线图》,以量子计算、量子传感和量子网络为核心,力争通过分阶段技术攻关与跨领域协同创新,系统性突破基础研究瓶颈,加速技术成果向实际应用转化,最终实现量子技术的规模化部署与产业化落地。 展开更多
关键词 量子信息科学 量子计算 技术革命 量子网络
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Enneper曲面截面最小面积的数值分析
14
作者 董新平 《许昌学院学报》 2026年第2期18-21,共4页
Enneper曲面在参数1<r<√3时,其面积二阶变分大于零,表明它不是该边界条件下面积最小的极小曲面.受限于曲面的复杂性,相应的Plateau问题难以解析求解.为此,采用数值模拟,借助平均曲率流演化具有相同边界的曲面,并追踪其面积变化.... Enneper曲面在参数1<r<√3时,其面积二阶变分大于零,表明它不是该边界条件下面积最小的极小曲面.受限于曲面的复杂性,相应的Plateau问题难以解析求解.为此,采用数值模拟,借助平均曲率流演化具有相同边界的曲面,并追踪其面积变化.数值计算最终得到一个稳定解,其面积小于Enneper曲面.该结果不仅证实了该区域内存在更优的极小曲面,也为运用数值方法研究此类几何变分问题提供了有效方案. 展开更多
关键词 Enneper曲面 极小曲面 Plateau问题 变分法
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频频获得诺贝尔奖的超导研究,还会有下一次吗?
15
作者 罗会仟 《大学科普》 2026年第1期5-8,共4页
2025年10月7日,瑞典时间11时45分,诺贝尔奖委员会宣布该年的诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·德沃雷特(Michel H.Devoret)、约翰·马丁尼斯(John M.Martinis),以表彰他们“在电路中发现宏观量子隧穿... 2025年10月7日,瑞典时间11时45分,诺贝尔奖委员会宣布该年的诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·德沃雷特(Michel H.Devoret)、约翰·马丁尼斯(John M.Martinis),以表彰他们“在电路中发现宏观量子隧穿和能量量子化”(图1)。三位科学家在20世纪80年代基于约瑟夫森结的超导电路中首次观测到了宏观量子效应,所以这次可以算得上是“半个”超导奖项[1]。 展开更多
关键词 诺贝尔奖 宏观量子隧穿 超导研究
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开启后量子时代安全新纪元 量子保密通信现状及演进
16
作者 唐建军 赵琦 窦天琦 《通信世界》 2026年第2期6-8,共3页
作为拓展人类调控微观世界能力极限的前沿技术,量子信息不仅具有重要的基础研究价值,更蕴含着颠覆性的创新潜力,在国防安全、信息安全等关键领域具有不可替代的重要作用,已成为世界各国抢占科技竞争制高点、维护国家技术主权与发展主动... 作为拓展人类调控微观世界能力极限的前沿技术,量子信息不仅具有重要的基础研究价值,更蕴含着颠覆性的创新潜力,在国防安全、信息安全等关键领域具有不可替代的重要作用,已成为世界各国抢占科技竞争制高点、维护国家技术主权与发展主动权的核心战略抓手。在数字化快速发展的今天,信息安全是国家发展的重要保障,量子信息技术中的量子保密通信为此提供了全新的技术路径,量子密钥分发(QKD)技术正处于基础科学研究应用化、产业化转型的初期阶段。 展开更多
关键词 量子保密通信 信息安全 量子密钥分发
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实际气体热力学性质的研究与计算
17
作者 米仪琳 《物理通报》 2026年第1期23-25,共3页
建立了以分子引力场描述实际气体分子之间相互作用的实际气体模型,即大量理想气体分子组成的系统在分子引力场中的运动.将引力势能引入玻尔兹曼密度方程,推导出了在高压高密度情况下仍然适用的气体状态方程——玻尔兹曼气体方程,并以CO_... 建立了以分子引力场描述实际气体分子之间相互作用的实际气体模型,即大量理想气体分子组成的系统在分子引力场中的运动.将引力势能引入玻尔兹曼密度方程,推导出了在高压高密度情况下仍然适用的气体状态方程——玻尔兹曼气体方程,并以CO_(2)为例计算了临界点附近的压强p和压缩系数Z.结果表明,理论结果和实验结果符合得很好,压强p和压缩系数Z相对误差均在1.1%以内,从而说明该气体状态方程不仅物理图像清晰、计算简单方便,而且可以准确描述实际气体的热力学性质. 展开更多
关键词 分子引力势能 玻尔兹曼密度方程 压缩系数
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ChatGPT助力理论物理取得新进展
18
作者 Perri Thaler 《科技导报》 北大核心 2026年第5期15-16,共2页
物理学家融合人类智慧与AI辅助数学,证实曾被质疑的粒子相互作用实则可行一个看似意外的新“成员”正在进入理论物理研究的队伍——ChatGPT。长期以来,物理学家普遍认为,一类涉及胶子的特殊相互作用几乎不可能发生。但最新研究表明,这... 物理学家融合人类智慧与AI辅助数学,证实曾被质疑的粒子相互作用实则可行一个看似意外的新“成员”正在进入理论物理研究的队伍——ChatGPT。长期以来,物理学家普遍认为,一类涉及胶子的特殊相互作用几乎不可能发生。但最新研究表明,这一过程实际上可以存在。 展开更多
关键词 胶子 ChatGPT 理论物理 粒子相互作用 AI辅助数学
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多元合金等温凝固的双边扩散定量相场模型
19
作者 许海生 张金虎 +8 位作者 李学雄 杨亮 刘仁慈 贾清 刘冬 王皞 徐东生 王锦程 杨锐 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第5期1242-1249,共8页
为实现工业合金凝固过程中微观组织演化的定量模拟,本研究将多元合金等温凝固的单边扩散定量相场模型扩展为双边扩散模型,并与合金实际的热力学和动力学数据进行耦合,以充分考虑多组元合金成分之间的相互作用。在消除界面化学势跳跃的... 为实现工业合金凝固过程中微观组织演化的定量模拟,本研究将多元合金等温凝固的单边扩散定量相场模型扩展为双边扩散模型,并与合金实际的热力学和动力学数据进行耦合,以充分考虑多组元合金成分之间的相互作用。在消除界面化学势跳跃的基础上,重新确定了双边扩散定量相场模型中的反溶质截留系数A_(i)和相场迁移率M。结果表明:以Ti-45Al-8Nb(at%)三元合金为例,进行了一维(1D)和二维(2D)数值模拟,并与实验结果进行对比,验证了所建立模型在合金凝固过程中对微观组织预测的有效性。研究结果为进一步优化工业合金的铸造工艺和凝固组织的精准调控提供了理论支撑。 展开更多
关键词 多元合金 等温凝固 相场模型 双边扩散 钛合金
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