三维晶体相场法模拟应力作用下晶体的预熔及熔解

发布时间：2021-10-26 09:47

　　由于晶界的预熔化可以改变多晶材料的宏观性能,所以引起了科学家的重视。然而晶界却是只有几个原子层厚的,从而使得在现有的实验条件下,很难观察到这些较微观的现象,所以研究者们决定使用功能强大的计算机模拟软件技术,以此弥补这种由于样品尺寸而引起的实验缺点。对于性能提高的材料,为了开发预测该材料的功能特性,以及为了该材料的预熔和熔解的现象,很有必要建立一种从微观尺度出发的数值模拟技术。本文采用三维晶体相场方法,研究温度在固-液共存区域下小角度对称倾侧晶界,预熔及熔解状态下应力作用的位错运动过程以及现象,探索位错运动的机理,研究位错熔解半径与温度的关系,主要成果如下:1.制备样品到达一定温度时,ΔB=0.0250,位错出现明显熔解现象,并且随着温度AB的升高,位错向外熔解的区域不断扩大,熔解半径不断增大,说明体系在接近熔点温度时晶界处的位错首先诱发晶界出现预熔化现象,当熔解趋于稳定后在应力作用下,同一水平直线上的一组位错对相互靠近,最终湮灭变为一个完整晶界;当温度AB更高时,ΔB>0.0250,位错出现更加明显的熔解,并且随着温度AB的升高,位错向外熔解的区域也不断扩大,熔解半径也不断增大,... 

【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２－１刃型位错的结构图??

（ａ）?（ｂ＞??图１．２－２螺型位错的结构??（ａ＞立体模型（ｂ）俯视图??Ｆｉｇ．?１．２－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｃｒｅｗ?ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ??（ａ）?ｓｐａｃｅ?ｍｏｄｅｌ?（ｂ）?ｐｌａｎ?ｖｉｅｗ??缺陷：这种缺陷在两维方向上的尺寸较大，而另外一维方向上的，例如晶体表面、晶界、相界和堆垛层错等。??滑移与攀移??由于在某些外加应力的作用下在滑移面上而受到一个垂直于位因为这个力的大小发生沿着滑移面方向的移动现象，当这个力足错发生运动所受到的摩擦阻力时，发生的这种位错沿着滑移面移运动。值得注意是，刃型位错的位错线是能够沿着垂直于滑移面。??

图１．２－３位错的滑移??（ａ）原子运动（ｂ）含刃型位错的晶体的滑移??Ｆｉｇ．１．２－３?Ｔｈｅ?ｓｌｉｐｐｉｎｇ?ｏｆ?ｄｉｓｌｏｃｔｉｏｎ??（ａ）?ａｔｏｍｉｃ?ｍｏｔｉｏｎ?（ｂ）?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?ｅｄｇｅ?ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ?ｇｌｉｄｅ??〇〇〇〇〇〇ｏ?ｏｏｏｏｃｏｏ?〇〇〇〇〇〇〇??〇〇〇〇〇〇〇?〇〇〇〇〇〇〇?ＯＯＯＯＯＯＯ??〇〇〇〇〇〇〇?ｏｏｏｏｃｏｏ?〇〇〇〇〇〇〇??０００９０００?一?ＯＯＯＯＯＯＯ?ＯＯＯＯＯＯＯ??０?０?０Ａ０Ｃ＇０?根移而?ＯＯＯＯＯＯＯ?ＯＯＯＯＯＯＯ??〇〇〇〇〇〇?０?０?Ｏ＾Ｏ?０?０?ＯＯＯＯＯＯＯ??〇〇〇〇〇〇?〇〇〇〇〇〇?０?０?０：０００??００００００?００００００?００００００??〇〇〇〇〇〇?〇〇〇〇〇〇?〇〇〇〇〇〇??Ｗ?（ｂ）?（ｃ）??图１．２－４刃型位错的攀移??Ｆｉｇ．１．２－３?Ｔｈｅ?ｅｄｇｅ?ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｌｉｍｂｉｎｇ??

【参考文献】：
期刊论文
[1]晶体相场法模拟小角度晶界的位错结构及其演化[J]. 卢成健,蒋丽婷,王玉玲,罗志荣,黄创高,高英俊.  广西科学. 2013(04)
[2]韧性材料的微裂纹扩展和连通的晶体相场模拟[J]. 高英俊,罗志荣,黄礼琳,林葵.  中国有色金属学报. 2013(07)
[3]三维晶体相场法模拟位错的预熔及熔解[J]. 卢成健,路哲,刘文祥,黄礼琳,高英俊.  广西物理. 2013(02)
[4]晶体相场模拟晶界预熔及熔化[J]. 卢艳丽,牧虹,侯华欣,陈铮.  金属学报. 2013(03)
[5]晶体相场方法研究二维六角相向正方相结构转变[J]. 高英俊,罗志荣,黄创高,卢强华,林葵.  物理学报. 2013(05)
[6]变形合金的亚晶组织演化的相场模型[J]. 高英俊,罗志荣,黄礼琳,胡项英.  金属学报. 2012(10)
[7]双边扩散枝晶生长的定量相场模型[J]. 潘诗琰,朱鸣芳.  物理学报. 2012(22)
[8]应力诱发双位错组亚晶界湮没的晶体相场模拟[J]. 杨涛,陈铮,董卫平.  金属学报. 2011(10)
[9]自由枝晶生长相场模型的自适应有限元法模拟[J]. 陈云,康秀红,李殿中.  物理学报. 2009(01)
[10]大角度Cu晶界在升温、急冷条件下晶界结构的分子动力学研究[J]. 张林,王绍青,叶恒强.  物理学报. 2004(08)

硕士论文
[1]晶体相场方法研究晶体外延生长界面结构与位错的迁移[D]. 张少义.广西大学 2012



本文编号：3459287