什麼是樹枝狀晶
從主幹規則地伸出枝、形似樹木的晶體。立方晶金屬的主幹與枝都沿<100>方向伸長，多數合金鑄件以此形態凝固。
日文名稱: デンドライト
「樹枝狀晶」出現在4領域的9道練習題中（凝固與鑄造組織, 相圖與槓桿法則, 材料的加工與接合等）。
這個名詞所屬的領域: 凝固與鑄造組織
練習樹枝狀晶的題目
將Cu-Ni合金像實際鑄造那樣快速冷卻凝固時，樹枝狀晶中心部的成分，下列何者正確？
- A比合金的平均成分富含Ni
- B比合金的平均成分富含Cu，越往外側越富含Ni
- C固相內的擴散夠快，因此總是等於平均成分
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正確答案：A. 比合金的平均成分富含Ni
凝固初期析出的固相是高溫側連結線端點的成分，因此富含Ni。冷卻快時固相內的擴散跟不上，越晚凝固的外側越富含Cu的層層疊加，殘留下從樹枝狀晶中心往外側成分改變的偏析（核心組織、coring）。因此中心部比平均成分富含Ni。固相內的擴散遠比液相慢，不一定能達到平衡成分。最後凝固的部分熔點較低，再加熱時有局部熔化的危險，因此以均質化退火減少偏析。
在FCC或BCC等立方晶金屬中成長樹枝狀晶時，關於主幹與枝伸長的晶體方向，以及其對鑄件柱狀晶的影響，下列說明何者正確？
- A主幹與枝沿互相垂直的<100>方向伸長，<100>接近與熱流反向的晶粒超越其他晶粒而留下，因此柱狀晶具有<100>的織構
- B主幹與枝沿最密方向<110>伸長，與滑移方向同向成長，因此柱狀晶具有容易變形的<110>織構
- C主幹與枝沿最密面法線<111>伸長，方向平行於模壁的晶粒優先留下，因此柱狀晶具有平行於模壁的<111>織構
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正確答案：A. 主幹與枝沿互相垂直的<100>方向伸長，<100>接近與熱流反向的晶粒超越其他晶粒而留下，因此柱狀晶具有<100>的織構
立方晶金屬的樹枝狀晶，主幹與枝都沿<100>方向伸長，枝互相垂直。這是因為界面能與原子附著難易度的些微異向性，使<100>成為伸長最快的方向。在模壁上形成、方位雜亂的激冷晶中，<100>接近與熱流反向（垂直於模壁）的晶粒先行前進，擋住傾斜晶粒的前方而超越它們。這種競爭成長的結果，使柱狀晶具有<100>沿成長方向排列的織構。<110>是FCC的滑移方向，<111>是FCC最密面{111}的法線，兩者都不是樹枝狀晶的成長方向。在HCP金屬中，成長方向則是底面內的方向等。
解析中的「樹枝狀晶」
冷卻快時固相內的擴散跟不上，越晚凝固的外側越富含Cu的層層疊加，殘留下從樹枝狀晶中心往外側成分改變的偏析（核心組織、coring）。
將Cu-Ni合金像實際鑄造那樣快速冷卻凝固時，樹枝狀晶中心部的成分，下列何者正確？立方晶金屬的樹枝狀晶，主幹與枝都沿<100>方向伸長，枝互相垂直。
在FCC或BCC等立方晶金屬中成長樹枝狀晶時，關於主幹與枝伸長的晶體方向，以及其對鑄件柱狀晶的影響，下列說明何者正確？微觀偏析是k < 1的溶質在樹枝狀晶核心較稀、在枝晶間較濃的濃度不均，其尺度為臂間距的數十µm左右。
鑄件或鑄錠的偏析，有在樹枝狀晶枝間尺度發生的微觀偏析，以及在鑄錠整體尺度發生的巨觀偏析。兩者的差異，下列何者正確？熱鍛造時，粗大的柱狀晶或樹枝狀晶等鑄造組織因大變形與再結晶而被破壞，成為細小的等軸晶粒。
以鑄造與熱鍛造分別製作相同形狀的碳鋼零件時，一般而言鍛造件的韌性與疲勞強度較優。其原因何者正確？因為不必明確追蹤界面，能計算樹枝狀晶的成長、晶粒成長、析出物的粗化等形狀複雜變化的組織。
關於相場法，下列敘述何者正確？
出現「樹枝狀晶」的題目（9題）
- 將Cu-Ni合金像實際鑄造那樣快速冷卻凝固時，樹枝狀晶中心部的成分，下列何者正確？
- 在FCC或BCC等立方晶金屬中成長樹枝狀晶時，關於主幹與枝伸長的晶體方向，以及其對鑄件柱狀晶的影響，下列說明何者正確？
- 鑄件或鑄錠的偏析，有在樹枝狀晶枝間尺度發生的微觀偏析，以及在鑄錠整體尺度發生的巨觀偏析。兩者的差異，下列何者正確？
- 以鑄造與熱鍛造分別製作相同形狀的碳鋼零件時，一般而言鍛造件的韌性與疲勞強度較優。其原因何者正確？
- 關於相場法，下列敘述何者正確？
- 合金凝固時，固液界面上固相與液相的溶質濃度比 k = Cs/CL 稱為平衡分配係數。對於像Al-Cu合金這樣k約為0.17的情形，下列說明何者正確？
- 不發生組成過冷而以平坦界面凝固的條件為 G/V ≥ ΔT₀/D_L（G為界面液相側的溫度梯度，V為成長速度，D_L為液相中溶質的擴散係數，ΔT₀ = mC₀(1 − k)/k 為凝固溫度範圍）。使Al-2.0 wt%Cu合金（液相線斜率的大小 m = 3.4 K/wt%，k = 0.17，D_L = 3.0×10⁻⁹ m²/s）以 V = 1.0×10⁻⁵ m/s 成長時，維持平坦界面所需的最小溫度梯度最接近下列何者？
- 關於合金凝固時改變溫度梯度G與成長速度V，固液界面的形狀與組織的粗細，下列說明何者正確？
- 減少鑄錠柱狀晶區域、擴大中心部等軸晶區域而使晶粒細化的方法組合，下列何者正確？