18765.晶體結構及其轉變的o點陣理論和晶體相場法研究

1、I國內(nèi)圖書分類號：TG111.2西北工業(yè)大學工學博士學位論文晶體結構及其轉變的晶體結構及其轉變的O點陣理論和晶體相點陣理論和晶體相場法研究場法研究博士研博士研究生：生：楊濤導師：師：陳錚教授申請學位級別：申請學位級別：博士學科、?？啤I(yè)：業(yè)：材料加工工程所在單位：位：材料學院答辯日期：期：2015年3月17日授予學位單位：授予學位單位：西北工業(yè)大學摘要I摘要摘要在材料的加工和服役過程中，晶體結構及其轉變在很大程度上決定了材料的力學、物

2、理和化學性能。晶體相場模型可在擴散時間尺度和原子空間尺度下實時地反映界面的演化，在研究晶界和相界的形成與遷移方面具有獨特的優(yōu)勢。O點陣理論作為較為全面的晶體學模型，可為分析晶體結構及其轉變過程中出現(xiàn)的晶體學特征提供有力的支持。本文通過結合O點陣理論和晶體相場模型，實現(xiàn)了從靜態(tài)結構分析和動態(tài)微觀演化兩個方面來研究晶體結構及其轉變過程。本文基于晶體相場模型，分別系統(tǒng)地研究了外應變作用下晶界的演化規(guī)律，探討了調幅分解過程中相疇與晶界相互影響下

3、微結構的演化過程，分析了凝固過程中晶向的擇優(yōu)選擇機制及晶粒形貌的演化規(guī)律，研究了六方相至四方相轉變的形核與生長過程。研究表明，小角度對稱晶界可由柏氏矢量垂直于晶界的單位錯組來描述。在外應變的作用下，晶界的運動機制可描述為：位錯沿晶界的攀移、位錯的分解和異號位錯的相遇及抵消。伴隨位錯的抵消，晶界上的位錯密度減小，晶粒間位向差降低。而且，體系溫度的降低、位向差的增加和沿晶界施加拉應變均會阻礙晶界運動。為降低調幅分解過程中相界面處逐步積累的彈

4、性應變能，晶界結構會在相變過程中發(fā)生改變。當晶粒間位向差增大時，晶界的穩(wěn)定性提高，同時相疇的分布均勻化，且具有規(guī)律性；當提高合金成分時，相界面處的應力場變大，與晶界的相互作用增強，晶界在相變過程中的穩(wěn)定性減弱，相疇分布較為無序；當提高體系溫度時，相界面寬度增大，且其應力場隨兩相晶格常數(shù)差異的較小而減弱，晶界在相變過程中的穩(wěn)定性提高，相疇分布較為有序。在不同的相變驅動力下，四方相和六方相晶粒雖然呈現(xiàn)出不同的形貌演化規(guī)律，但卻表現(xiàn)出統(tǒng)一的界