张玉妥李东辉王承志李依依
材料研究学报
采用相场法模拟了Fe--0.5%C合金等温凝固过程中单个枝晶和多个枝晶的生长, 研究了过冷度、各向异性、界面厚度、晶体取向以及扰动对枝晶形貌的影响, 获得了具有二次分枝的枝晶形貌, 再现了枝晶生长过程及枝晶臂之间的竞争生长. 模拟结果表明: 凝固过程中存在溶质富集和枝晶偏析, 枝晶主干溶质浓度最低, 枝晶臂之间的液相浓度最高. 随着过冷度的增大, 枝晶生长加快且分枝发达; 界面厚度直接影响枝晶的生长速度; 各向异性影响枝晶的形态; 晶体取向与坐标轴方向一致时枝晶优先生长；扰动的加入导致枝晶分枝的形成.
关键词:
材料科学基础学科
,
dendritic growth
,
phase field method
,
Fe–C alloy
,
supercooling
陈万春
,
简来成
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2002.03.010
相场方法已被发掘出用于直接求解含时的自由边界问题-著名的斯特藩方程.该方法作为晶体生长过程中模拟复杂图形成因的计算工具,已呈现出强有力的生命力.目前的研究在于努力发展精巧的计算技术,以便对于晶体生长和金属凝固过程进行理论模拟,而这些技术将有可能广泛地应用于工业流程.相场方法之所以具有吸引力,基于如下事实:在计算机模拟过程中,既可避免对于边界的实时追踪,又不需要反复判别是否满足显式边界条件.在过去的10年中,它已逐步被用于研究晶体生长的基础课题.诸如:热质输运、晶体生长动力学、二维和三维枝晶生长、图形选择、生长形态和显微结构等.本文对相场方法进行评述,同时给出其最新应用结果.
关键词:
相场法
,
晶体生长
,
图像形成
,
斯特藩模型
,
枝晶生长
,
计算机模拟
罗志荣
,
高英俊
,
邓芊芊
,
黄礼琳
,
黄创高
中国有色金属学报
基于定向退火条件下的移动热区模型,采用相场法研究定向退火条件下热区宽度对多晶材料中柱状晶形成及连续扩展的影响.模拟结果表明:增加热区宽度有利于形成柱状晶结构,且所得柱状晶的长宽比随着热区宽度的增加而增大;当热区移动速率一定时,柱状晶连续扩展所需临界热区宽度小于形成柱状晶所需临界热区宽度;当热区宽度大于初始晶粒直径的1.5倍时,热区宽度对柱状晶连续扩展的热区移动临界速率的影响很小.
关键词:
定向退火
,
晶界迁移率
,
柱状晶
,
相场法
柯常波
,
马骁
,
张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00394
采用基于扩散场理论的宏观相场模型对NiTi形状记忆合金中具有菱方结构的共格Ni_4Ti_3相的析出及长大过程进行了模拟研究;沉淀相的形貌演化通过求解非守恒参量场Ginzburg-Landau控制方程和守恒浓度场Cahn-Hilliard扩散方程获得.与二维模型相比,本研究采用了准确的晶体学参数及改进的数学模型,获得了更为直观及合理的三维盘状变体及二维透镜状变体;Ni_4Ti_3沉淀相的长度.宽度和面积分数随时间的变化分别遵循指数、线性和对数关系;且其长度与宽度的比值并非恒定值,在生长初期该比值有较大的增速而随后逐渐减慢,能很好地解释沉淀相盘状及透镜状形貌特征形成的原因并与相关实验结果吻合.
关键词:
NiTi形状记忆合金
,
共格沉淀相
,
生长动力学
,
相场法
,
形貌演化
赵彦
,
张洪宇
,
韦华
,
郑启
,
金涛
,
孙晓峰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00164
利用相场法研究了第二相颗粒体积分数对多晶体系晶粒粗化标度律的影响.结果表明:随着第二相颗粒体积分数增加,晶粒生长阻力增大,晶粒平均半径Ra随时间t的演化关系偏离t=ARam+B非线性关系,且动力学指数m随第二相颗粒体积分数增加而增大.在晶粒粗化阶段,无论第二相颗粒是否存在,及第二相颗粒体积分数的大小,系统均满足标度律.随着第二相颗粒体积分数增加,系统结构因子曲线的峰值逐渐降低,且当波矢k值增大到某一值后,系统结构因子曲线基本重合；随着第二相颗粒体积分数增加,系统标度函数峰值降低,峰宽变宽.在较大的k值情况下,同一k值对应的标度函数值随第二相颗粒体积分数的增加而增大.由结构因子和标度函数可知,第二相颗粒体积分数增加,晶粒间的相互作用减弱,晶粒粗化过程中的尺寸均匀性将更好.
关键词:
相场方法
,
粗化动力学
,
结构函数
,
标度律
李树肖
,
吕绪明
,
李时磊
,
张海龙
,
王艳丽
,
王西涛
硅酸盐通报
相场模拟目前已成为一种强有力的材料计算模拟工具,它可以模拟组织随时间的变化.本文用相场法模拟了Fe-Cr二元体系中相分离的组织演变过程.模拟结果表明,组织演变过程可以分为两个阶段.在开始阶段,形成富Cr和富Fe的相互连接结构,这种结构随模拟时间增长而粗化.第二阶段,富Cr和富Fe区完全分离,富Cr区长大.模拟结果与不锈钢热老化后的透射电镜有非常好的一致性.
关键词:
热老化
,
相分离
,
相场法
