鑄件組織通常包括柱狀晶和等軸晶，由細小等軸晶形成的鑄件在常規服役條件下具有優良的綜合力學性能。凝固初期鑄型壁面上形核的激冷晶發生游離即為鑄件中等軸晶晶核來源之一。基于經典形核理論，人們推斷型壁面存在的凹面有利于晶粒形核；大野篤美將鋁液澆注到具備不同表面粗糙的鋼制型腔中，發現粗糙型壁處有大量的晶粒形核，從而人為粗糙界面有利于晶粒形核；后續的一些研究也表明，晶核確實易于在型壁裂縫或小孔處出現。王文禮等在研究激冷表面形核現象時發現：粗糙表面形核具有明顯的局域性，形核區域與非形核區域之間的微觀形貌存在明顯的差異，這表明基低微觀形貌對形核點的選擇有著重要的影響。在實際基低表面上，存在著不同尺度及形貌的微細結構。Turnbull、Fletcher和王猛等人通過分析界面結構對異質形核過程自由能變化的影響，分別考察了與晶胚尺度相當的形貌起伏對界面異質形核的影響機制；鄭浩勇則基于Wenzel潤濕模型，研究了基低表面小于晶胚尺度的形貌起伏對晶胚與基低潤濕角的影響，分析了基低表面粗糙度因子對晶胚形核功的影響規律，并指出，當晶胚與基低之間的本征潤濕角大于90度時，基低界面越粗糙越不利于形核，這一觀點與粗糙界面有利于異質性核的傳統觀點構成了沖突。然而遺憾的是，鄭浩勇等并未支持這一分析結論的實驗證據，導致該推斷的說服力顯得不夠充分。

                    南京寧博分析儀器有限公司技術部 提供

                           2014年01月22日