由于模板施加的擴散約束和熱梯度,凝固共晶的模板導向自組裝導致獨特微結構的出現。
伊利諾伊大學Paul V. Braun和密西根大學Katsuyo Thornton等證明了根據其傳導率選擇模板材料的重要性,以控制模板和凝固共晶之間的熱傳遞,從而控制凝固前沿附近的熱梯度。
本文要點:
(1)
模擬闡明了共晶和模板的熱性質與所得微結構之間的關系。最重要的發現是具有低熱導率的模板通常有利于形成高度有序的微結構。當我們使用電化學多孔硅柱(熱導率< 0.3 Wm-1K-1)作為模板,氯化銀-KCl共晶在其中固化時,固化結構中99%的晶胞呈現相同的圖案。相比之下,當使用熱導率更高的晶體硅柱(100 Wm-1K-1)時,預期的圖案僅出現在50%的晶胞中。熱工程模板產生了具有可調光學性質和反射率的介觀結構,其與完美結構的模擬反射率幾乎相同,表明在大面積上形成了高度有序的圖案。
(2)
作者的工作強調了在共晶的模板導向自組裝中控制熱流的重要性。
參考文獻:
S. B. Kang, G. Huang, G. Singhal, D. Xie, D. Hsieh, Y. Lee, A. A. Kulkarni, J. W. Smith, Q. Chen, K. Thornton, S. Sinha, P. V. Braun, Highly Ordered Eutectic Mesostructures via Template-Directed Solidification Within Thermally Engineered Templates. Adv. Mater. 2024, 2308720.
DOI: 10.1002/adma.202308720
https://doi.org/10.1002/adma.202308720