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定向凝固又稱定向結晶，是指金屬或合金的晶體在熔體中定向生長的壹種工藝方法。定向凝固技術是在模具中建立特定方向的溫度梯度，使熔融合金按照所需的晶體取向，在與熱流方向相反的方向凝固鑄造的過程。它能大大提高高溫合金的綜合性能。
原則
實現定向凝固需要兩個條件:壹是熱流單向，垂直於生長中的固液界面；其次，晶體生長前熔體中沒有穩定的晶核。因此，必須采取措施避免過程中的側向散熱，同時要在固液界面附近的熔體中引起較大的溫度梯度，這是保證無取向柱狀晶和單晶生長停止和正確取向的基本要素。
要實現定向凝固，需要滿足凝固界面穩定定向生長的要求，抑制固液界面前方可能出現的大成分過冷區，這將導致自由晶粒的產生。根據成分過冷理論，當固液界面以單向平面生長方式生長時，需要保證足夠大的晶體生長前沿液相溫度梯度，r為界面生長速度)，這需要通過以下基本工藝措施來保證:
①嚴格的單向散熱，使凝固體系始終處於柱狀晶生長方向的正溫度梯度下，必須絕對防止側向散熱，避免界面前方及其附近的型壁形核和生長；
(2)降低熔體的異相成核能力，以避免界面前方的形核現象，即提高熔體的純度；
③應避免液態金屬的對流、攪動和振動，防止界面前方晶粒遊離。對於晶粒密度高於液態金屬的合金，避免自然對流的最好方法是自下而上的單向結晶。
app應用
普通鑄造獲得大量等軸晶。等軸晶的長度和寬度大致相等，縱向晶界和橫向晶界的數量也大致相同。高溫合金渦輪葉片的事故分析表明，渦輪高速旋轉時，由於葉片受到離心力的作用，橫向晶界比縱向晶界更容易開裂。
定向凝固法獲得了單向柱狀晶，沒有橫向晶界產生，大大提高了材料的單向力學性能。單晶鑄造得到的單晶葉片可以顯著提高現代航空材料的磁性能。利用定向凝固技術，柱狀晶的排列方向可以與磁化方向壹致，大大提高了材料的磁性能。
定向凝固技術也廣泛應用於原位復合材料的生產。定向凝固法獲得的原位復合材料消除了其他復合材料制備中增強相與基體界面的影響，大大提高了復合材料的性能。