Growth kinetics and pattern formation of ice dendrites at small subcoolings

작은 과냉각 상태에서 ice dendrite의 결정 성장 특성

An experiment study of the dendrite growth of ice crystals growing in quiescent pure subcooled water was made at small subcoolings of 0.035 K < ${\Delta}T$ < 1.000 K. It was observed that the growth kinetics and morphology are functions of not only subcooling but also thermal convection. When the subcooling is less than 0.35K, it was found that effect of thermal convection on growth kinetics of ice dendrites becomes important. Quantitiative measurements of growth velocity, $V_{G}$, and tip radii of the edge and basal planes, $R_{1}$ and $R_{2}$, were made simultaneously as a function of subcooling.

과냉각도가 0.35 K보다 작은 영역에서 ice dendrite의 결정 성장 특성 및 morphology는 과냉각도 뿐만 아니라 자연대류의 함수임을 관찰하였다. 즉, 결정 성장에 대한 자연대류의 영향은 결정 성장 자체에 의한 moving boundary 효과보다 우세함을 알 수 있었다. 본 실험 범위에서 ice dendrite의 성장 속도 및 tip size(edge 및 basal plane)를 과냉각도의 함수로 정량화하였다.