相場方法研究彈性應(yīng)力場作用的溶質(zhì)析出長大過程.pdf

1、相場方法由于具有較深刻的物理思想，不需要跟蹤界面的運動，已成為材料科學(xué)研究中重要的計算方法之一，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中的微結(jié)構(gòu)演化的研究中。相場方法對研究缺陷對材料微結(jié)構(gòu)演化的影響有明顯優(yōu)勢。位錯和應(yīng)變的存在對材料微結(jié)構(gòu)演化和宏觀性能有著很大的影響。因此研究應(yīng)變能及位錯對材料微結(jié)構(gòu)的影響將具有重要意義。針對應(yīng)力場與位錯及位錯組對溶質(zhì)析出的影響，本文運用先進(jìn)的相場方法研究位錯線附近的點陣畸變產(chǎn)生的應(yīng)變能對溶質(zhì)析出的影響；研究晶格錯配產(chǎn)生的彈

2、性應(yīng)變能作用下，調(diào)幅分解過程中溶質(zhì)析出的形貌變化。主要的研究結(jié)果及創(chuàng)新工作如下：
　　 1．通過對晶格錯配彈性應(yīng)變場作用的溶質(zhì)析出過程的研究，率先提出包含一次方的濃度場與彈性應(yīng)變場相互作用的自由能函數(shù)，闡明了彈性應(yīng)力場對濃度場的溶質(zhì)析出有很大的影響。
　　 2．研究發(fā)現(xiàn)溶質(zhì)首先在位錯處析出，并且在刃型位錯處不需要熱力學(xué)擾動就能誘發(fā)溶質(zhì)形核長大析出。由于正位錯的下側(cè)受到位錯張應(yīng)力作用，溶質(zhì)優(yōu)先在該處形核析出長大，而在上側(cè)受

3、到壓應(yīng)力作用，使得溶質(zhì)被消耗減少；
　　 3．詳細(xì)計算模擬了多種刃位錯組態(tài)的溶質(zhì)析出形貌特征，揭示出不同的位錯組態(tài)對溶質(zhì)析出的影響規(guī)律：在各個位錯處第二相形核析出長大的形貌受到各個位錯的共同作用的影響，并不僅僅取決于析出位置處的位錯，還與其周圍的位錯狀態(tài)有關(guān)；正刃位錯上側(cè)限制第二相形核析出，而下側(cè)則促進(jìn)溶質(zhì)析出，因此不同的位錯組態(tài)可析出不同形貌的析出相。
　　 4．揭示了刃位錯及刃位錯組誘發(fā)的第二相形核析出長大過程中溶質(zhì)