李 顺 张 黎 赵炳戈，2，3 高玉来，2，3

（1.上海大学先进凝固技术中心，上海200444；2.上海大学材料科学与工程学院，上海200444；3.上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海200444）

Turnbull在20世纪50年代提出的多个凝固理论已成为经典形核理论的重要组成部分[1]。经典形核理论认为，过冷金属熔体通过结构和能量起伏形成可以稳定存在的晶核，随后通过其长大来完成凝固过程[2]。相对于均质形核，异质形核热力学能垒低，所需驱动力小，同时金属熔体中存在的微小杂质也可为异质形核提供形核界面，从而促进形核过程的发生，故实际金属的凝固过程多为异质形核[3]。已有较多文献探究了界面对异质形核的催化作用。Ma等[4]研究发现，Co衬底界面的晶粒取向和微观组织对SnAgCu金属凝固形核行为有显著影响。Wang等[5]利用控制形核基底的属性研究了AlCu合金的形核行为，发现衬底界面可用于调控形核界面的晶格匹配度，同时研究了界面匹配对纯Al熔体异质形核行为的影响[6]。但目前对纯Sn熔体异质形核的研究相对较少。Glicksman 等[7]以Pt、Ag、TiC 等作衬底研究了Sn熔体凝固过程中的过冷度变化，发现以纯金属为衬底时过冷度较小，而以氧化物为衬底时过冷度较大。随着太阳能光伏产业的发展，Sn作为合金法提纯冶金级Si的常用元素而备受关注[8-9]，设计特定结构及取向的Si衬底以诱发界面形核有助于进一步揭示金属Sn熔体的异质形核机制。

由于液态金属高温和非透明的特点，获取其凝固形核信息较为困难。……