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高温应变下的晶界位错结构组态演化的晶体相场模拟 预览
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作者 刘哲源 卢昱江 +2 位作者 李依轩 黄宗吉 高英俊 《广西科学院学报》 2018年第4期292-297,303共7页
【目的】研究高温下晶体的晶界位错结构组态演化。【方法】采用晶体相场(PFC)方法模拟高温条件下小角对称倾侧晶界结构,研究施加x轴方向拉应变和y轴方向压应变作用下晶体的晶界位错的迁移、增殖和湮没。【结果】在施加应变的作用下,晶... 【目的】研究高温下晶体的晶界位错结构组态演化。【方法】采用晶体相场(PFC)方法模拟高温条件下小角对称倾侧晶界结构,研究施加x轴方向拉应变和y轴方向压应变作用下晶体的晶界位错的迁移、增殖和湮没。【结果】在施加应变的作用下,晶界位错迁移出晶界向晶粒内部移动,在位错增殖和湮没的过程中发生位错反应。【结论】位错增殖的本质是产生了分布于晶界两侧的对称位置数量相等且Burgers矢量总和为0的多组位错对。在晶界处新增殖的位错对,其左侧和右侧位错对的Burgers矢量之和分别不为0且方向相反。在位错增殖和湮没的过程中,样品的总Burgers矢量是守恒的,总是等于初始晶界处的位错组A的Burgers矢量。 展开更多
关键词 晶界位错 晶体相场 位错反应 应变
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双位错滑移运动的晶体相场模拟 预览 被引量:8
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作者 杨瑞琳 刘瑶 +2 位作者 胡绪志 卢强华 高英俊 《广西科学》 CAS 2016年第5期443-447,共5页
【目的】研究晶体位错运动对材料加工力学性能的影响。【方法】应用改进晶体相场(Phase-field-crystal,PFC)模型,研究剪切应变作用下晶体的双位错的滑移运动特征。【结果】在应变作用下,体系的双位错只作滑移运动,运动方向平行且... 【目的】研究晶体位错运动对材料加工力学性能的影响。【方法】应用改进晶体相场(Phase-field-crystal,PFC)模型,研究剪切应变作用下晶体的双位错的滑移运动特征。【结果】在应变作用下,体系的双位错只作滑移运动,运动方向平行且相反,保持匀速运动,不出现攀移运动;应变率较小时,位错作滑移运动,越过势垒需要一定孕育时间,此时滑移出现颠簸式运动特征;应变率较大时,位错滑移运动呈匀速直线运动。【结论】PFC模型能较好地用于研究位错在应变作用下的运动。 展开更多
关键词 晶体位错 滑移 应变 晶体相场
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晶体弹性行为的晶体相场模拟 预览 被引量:5
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作者 叶里 黄礼琳 +2 位作者 孔令一 卢强华 高英俊 《广西科学》 CAS 2016年第5期474-477,共4页
【目的】研究晶体相场模型中的弹性相互作用过程。【方法】通过连续的密度场,采用晶体相场模型提取和跟踪每个原子在时间演化过程中的位置,再通过求解PFC方程,并运用原子的位移来构建晶体的弹性能。最后通过调优波动参量和阻尼参数/... 【目的】研究晶体相场模型中的弹性相互作用过程。【方法】通过连续的密度场,采用晶体相场模型提取和跟踪每个原子在时间演化过程中的位置,再通过求解PFC方程,并运用原子的位移来构建晶体的弹性能。最后通过调优波动参量和阻尼参数/?,获得晶体的弹性及粘弹性行为特征。【结果】当/?=0.9时,在力F的作用下,晶体响应是有弹性的。位置距离越远,其对应的应变越大,位移变化与原子对应位置大致成正比,具有弹性关系;当/?=9时,在力F的作用下,位移变化与原子对应位置服从粘弹性响应关系。通过调优波动参量和阻尼参数,获得晶体的弹性及粘弹性行为特征。【结论】改变阻尼参数/?后,可以采用晶体相场模型模拟晶体的弹性及粘弹性行为. 展开更多
关键词 晶体相场 模拟实验 位移 弹性
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晶体相场方法研究二维六角相向正方相结构转变 被引量:23
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作者 高英俊 罗志荣 +2 位作者 黄创高 卢强华 林葵 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期88-97,共10页
应用双模PFC模型,计算二维PFC相图,模拟二维六角晶格向正方晶格的结构转变过程,观察新相(二维正方相1的形核、长大特点,以及相结构转变的动力学特征.结果表明:六角结构相向正方结构相的转变,正方相最易在六角相晶界处,尤其是... 应用双模PFC模型,计算二维PFC相图,模拟二维六角晶格向正方晶格的结构转变过程,观察新相(二维正方相1的形核、长大特点,以及相结构转变的动力学特征.结果表明:六角结构相向正方结构相的转变,正方相最易在六角相晶界处,尤其是在三晶粒的交汇处首先生成正方相的晶核,之后是正方相逐渐通过吞噬六角相的边缘,向六角相内部推进,并不断长大.对于结构转变生成的正方相晶粒,其晶粒取向几乎是随机的,与原先六角相晶粒取向角没有明显的关系.正方相转变的面积分数随时间变化的动力学曲线呈现典型的“S”形.由Avrami曲线可将相变曲线看成由两阶段组成.计算模拟得到的Avrami曲线的第二阶段直线斜率K的范围在2.0和3.0之间,与JMAK理论的指数n相符合. 展开更多
关键词 结构转变 晶体相场 相图 晶粒取向
Elastic strain response in the modified phase-field-crystal model
5
作者 周文权 王锦程 +4 位作者 王志军 黄赟浩 郭灿 李俊杰 郭耀麟 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第9期106-113,共8页
与特定的机械性质理解并且发展新 nanostructure 材料,有弹性的种类反应的好知识是强制的。这里,我们在修改 phase-field-crystal (MPFC ) 调查线性弹性反应模型。结果证明二个不同繁殖模式控制有弹性的相互作用长度和时间,它决定密... 与特定的机械性质理解并且发展新 nanostructure 材料,有弹性的种类反应的好知识是强制的。这里,我们在修改 phase-field-crystal (MPFC ) 调查线性弹性反应模型。结果证明二个不同繁殖模式控制有弹性的相互作用长度和时间,它决定密度波浪是否能宣传。由计算种类地的份量上,我们发现种类分发是确实在弹性的情况下极其一致。进一步,我们在场为取向依赖的详细理论分析和温度依赖砍模量。模拟结果证明 shear 模量揭示强壮的 anisotropy,一个模式分析为决定橡皮提供一个好指南砍常数直到系统,温度在某个值下面掉落。 展开更多
关键词 弹性响应 晶体模型 应变响应 相场 温度依赖性 纳米结构材料 剪切模量 传播方式
Unifying the crystallization behavior of hexagonal and square crystals with the phase-field-crystal model
6
作者 杨涛 陈铮 +2 位作者 张静 王永新 卢艳丽 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第3期418-423,共6页
By employing the phase-field-crystal models, the atomic crystallization process of hexagonal and square crystals is investigated with the emphasis on the growth mechanism and morphological change. A unified regime des... By employing the phase-field-crystal models, the atomic crystallization process of hexagonal and square crystals is investigated with the emphasis on the growth mechanism and morphological change. A unified regime describing the crystallization behavior of both crystals is obtained with the thermodynamic driving force varying. By increasing the driving force, both crystals(in the steady-state) transform from a faceted polygon to an apex-bulged polygon, and then into a symmetric dendrite. For the faceted polygon, the interface advances by a layer-by-layer(LL) mode while for the apex-bulged polygonal and the dendritic crystals, it first adopts the LL mode and then transits into the multi-layer(ML)mode in the later stage. In particular, a shift of the nucleation sites from the face center to the area around the crystal tips is detected in the early growth stage of both crystals and is rationalized in terms of the relation between the crystal size and the driving force distribution. Finally, a parameter characterizing the complex shape change of square crystal is introduced. 展开更多
关键词 晶体模型 结晶行为 六方晶系 相场 热力学驱动力 平面多边形 多边形顶点 结晶过程
晶界位错运动的空位晶体相场模拟 预览 被引量:9
7
作者 黄世叶 李胜男 +3 位作者 胡绪志 孔令一 卢强华 高英俊 《广西科学》 CAS 2016年第5期459-464,共6页
【目的】研究不同形式的应力对位错运动形式的影响。【方法】通过添加空位自由能项修正晶体相场模型(Phase-field-crystalmodel,PFCmodel),得到空位晶体相场法模型(Vacancyphase-field-crystalmodel,VPFCmodel),并采用VPFC模拟小... 【目的】研究不同形式的应力对位错运动形式的影响。【方法】通过添加空位自由能项修正晶体相场模型(Phase-field-crystalmodel,PFCmodel),得到空位晶体相场法模型(Vacancyphase-field-crystalmodel,VPFCmodel),并采用VPFC模拟小角度晶界(GrainBoundary)在外加单方向应力作用下的变形过程。【结果】在外加单方向应力作用下,小角度晶界位错组作攀移运动时系统自由能增加,位错组滑移时出现系统自由能下降和位错反应等现象。x方向拉应力促使位错发生负攀移,压应力促使位错发生正攀移。【结论】VPFC模型可有效模拟晶界位错、空位等微结构演化过程。 展开更多
关键词 晶体相场 位错 应变 晶界
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晶体相场模拟取向角对晶界湮没过程的影响 预览 被引量:7
8
作者 刘瑶 袁龙乐 +2 位作者 卢强华 黄创高 高英俊 《广西科学》 CAS 2016年第5期437-442,共6页
【目的】研究大角晶界的位错运动和相互作用,揭示晶界发射位错的内在原因。【方法】采用晶体相场模型模拟不同取向角的晶界位错湮没过程。【结果】晶界湮没有如下主要过程:开始时位错沿晶界攀移,随后晶界发生位错发射,位错运动方式... 【目的】研究大角晶界的位错运动和相互作用,揭示晶界发射位错的内在原因。【方法】采用晶体相场模型模拟不同取向角的晶界位错湮没过程。【结果】晶界湮没有如下主要过程:开始时位错沿晶界攀移,随后晶界发生位错发射,位错运动方式由攀移转化为滑移;位错滑移穿过晶粒内部,在到达对面晶界处发生湮没;其余的晶界位错仍作攀移运动,再次出现晶界发射位错;滑移位错与其它位错在晶内相遇发生湮没。【结论】位错在晶界处湮没,自由能曲线的谷较浅,而在晶粒内部湮没,能量曲线的谷较深;晶界攀移的位错越多,能量曲线的峰越高。 展开更多
关键词 晶界 位错湮没 取向角 晶体相场模型
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纳米级缺口起裂临界条件的晶体相场模拟 预览 被引量:5
9
作者 温振川 宁岁婷 +1 位作者 张睿 高英俊 《广西科学》 CAS 2016年第5期448-453,共6页
【目的】研究初始缺口大小对裂纹起裂的影响。【方法】采用晶体相场(phase-field-crystaUPFC)模型研究单轴拉伸应力作用下,材料裂纹起裂的动态演化过程,并结合自由能分析裂纹起裂与扩展过程中,不同缺口尺寸对裂纹起裂的影响。【结... 【目的】研究初始缺口大小对裂纹起裂的影响。【方法】采用晶体相场(phase-field-crystaUPFC)模型研究单轴拉伸应力作用下,材料裂纹起裂的动态演化过程,并结合自由能分析裂纹起裂与扩展过程中,不同缺口尺寸对裂纹起裂的影响。【结果】沿:c方向施加恒应变,初始缺口:y方向尺寸较小时,改变缺口:c方向尺寸,缺口并不起裂;当3;方向尺寸达到一定值时,初始缺口会起裂。当:V方向尺寸接近起裂临界值时,:c方向尺寸的增大会延缓缺口的起裂。当:r方向尺寸改变量较小时,裂纹并不起裂,当增大到x方向尺寸临界值时,缺口开始起裂并扩展。【结论】在应力大小一定的情况下,缺口起裂与应力作用方向垂直的缺口尺寸密切相关,只有与应变作用方向垂直的尺寸达到临界值,缺口才会发生起裂。 展开更多
关键词 晶体相场模型 临界缺口尺寸 缺口起裂
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材料裂纹扩展分叉机理的晶体相场法研究 预览 被引量:9
10
作者 毛鸿 罗志荣 +3 位作者 黄世叶 黄礼琳 卢强华 高英俊 《广西科学》 CAS 2015年第5期499-505,共7页
【目的】进一步探索材料裂纹扩展分叉的机理.【方法】采用晶体相场模型研究平面应力作用下材料裂纹扩展的动态演化过程,分析裂纹扩展过程体系自由能G、裂纹面积分数S、裂口周长犔的变化特征;分别从G、S、L的变化阐述裂纹扩展以及三者与... 【目的】进一步探索材料裂纹扩展分叉的机理.【方法】采用晶体相场模型研究平面应力作用下材料裂纹扩展的动态演化过程,分析裂纹扩展过程体系自由能G、裂纹面积分数S、裂口周长犔的变化特征;分别从G、S、L的变化阐述裂纹扩展以及三者与裂纹扩展临界应变εc 的对应关系;探讨裂口扩展和主裂纹分叉与体系能量G的内在关联.【结果】无应力施加时期,裂纹面积分数S和裂口周长L没有变化;施加拉伸应力后,当系统应变达到一定程度时,S和L开始同时增加,此时的应变大小对应于裂纹启裂临界应变εc 值.【结论】应力施加导致材料中心裂口处应力集中,体系能量上升,系统能量曲线一阶导数的拐点对应于中心裂纹启裂时刻或临界应变.自由能曲线一阶导数拐点处能量上升速率变缓,表明此时弹性应变能得到释放. 展开更多
关键词 晶体相场模型 临界应变 弹性应变能 裂纹扩展
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韧性材料的微裂纹扩展与分叉的晶体相场模拟 预览 被引量:12
11
作者 高英俊 罗志荣 +2 位作者 邓芊芊 黄礼琳 林葵 《计算物理》 CSCD 北大核心 2014年第4期471-478,共8页
采用晶体相场方法研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展与分叉的演化过程,分析应变、温度、初始裂口形状等因素对裂纹扩展和分叉的影响.结果表明:对于简单的单向拉伸,应变需要达到一定的临界值,裂纹扩展才会启动.对于二组相互... 采用晶体相场方法研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展与分叉的演化过程,分析应变、温度、初始裂口形状等因素对裂纹扩展和分叉的影响.结果表明:对于简单的单向拉伸,应变需要达到一定的临界值,裂纹扩展才会启动.对于二组相互垂直的双轴拉伸作用,当应变达到临界值后,裂纹扩展过程中会发生分叉现象.温度越高,裂纹扩展越快且分叉越多.裂纹在扩展过程中,体系能量不断降低,当裂纹出现分叉时,体系能量降低得更快.在裂纹扩展过程中,有时是会在裂尖处前方出现微小的空洞,类似在裂纹尖端前方出现位错发射情况,这些微小的空洞逐渐扩大连成裂纹.本文所得结果与相关模拟结果和实验结果符合. 展开更多
关键词 晶体相场方法 微裂纹扩展 应变 韧性材料
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合金材料中结构转变的晶体相场法模拟 预览
12
作者 鲁娜 王永欣 陈铮 《材料导报》 CSCD 北大核心 2014年第17期73-78,共6页
晶体相场方法被用于描述扩散时间尺度上的原子效应,在此基础上,Greenwood结合经典密度泛函理论,通过向自由能函数中引入一组两点相关函数,简化得到结构晶体相场方法.该方法可以用于研究多重组分合金材料的复杂微观结构.与经典密度泛函... 晶体相场方法被用于描述扩散时间尺度上的原子效应,在此基础上,Greenwood结合经典密度泛函理论,通过向自由能函数中引入一组两点相关函数,简化得到结构晶体相场方法.该方法可以用于研究多重组分合金材料的复杂微观结构.与经典密度泛函理论和一般晶体相场方法进行对比,详细论述了结构晶体相场模型的自由能函数以及两点相关函数.简要介绍了结构晶体相场方法在凝固过程、结构转变和复杂缺陷等方面的应用. 展开更多
关键词 晶体相场模型 模拟 多重组分 结构转变
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晶体相场法模拟纳米晶体的单向拉伸变形
13
作者 郑雪红 王永欣 陈铮 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2063-2067,共5页
采用耦合应力的晶体相场法,研究纳米晶在单向拉伸过程中,大角度晶界和小角度晶界的运动,以及诱发晶体长大机制的联系.结果表明,在单向拉伸过程中,应力诱发了晶体长大,并且存在着晶界迁移和晶体转动两种机制,这两种机制相互影响联系.小... 采用耦合应力的晶体相场法,研究纳米晶在单向拉伸过程中,大角度晶界和小角度晶界的运动,以及诱发晶体长大机制的联系.结果表明,在单向拉伸过程中,应力诱发了晶体长大,并且存在着晶界迁移和晶体转动两种机制,这两种机制相互影响联系.小角度晶界上位错的运动使得晶界消失,并引起晶体的转动而发生晶体合并,而大角度晶界表现为曲率诱发晶界运动,高能晶界逐渐消失,低能晶界生长;在晶界的迁移过程中,当晶粒尺寸足够小时,引发了晶体的转动,从而加快了晶体的长大. 展开更多
关键词 晶体相场法 纳米晶体 大角度晶界 小角度晶界 晶体转动
韧性材料的微裂纹扩展和连通的晶体相场模拟 预览 被引量:19
14
作者 高英俊 罗志荣 +1 位作者 黄礼琳 林葵 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1892-1899,共8页
采用晶体相场模型研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展和连通的演化过程,分析应变、初始裂口处原子密度等因素对裂纹扩展和分叉的影响。结果表明:初始裂口处原子密度对裂纹扩展有明显的影响;对于双轴拉伸作用,当应变较小时... 采用晶体相场模型研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展和连通的演化过程,分析应变、初始裂口处原子密度等因素对裂纹扩展和分叉的影响。结果表明:初始裂口处原子密度对裂纹扩展有明显的影响;对于双轴拉伸作用,当应变较小时,裂纹扩展不分叉;当应变较大时,裂纹扩展才能出现分叉。在裂纹扩展过程中,体系能量不断降低;当裂纹出现分叉时,体系能量降低更快,这表明裂纹扩展过程中弹性应变能的释放比表面能的增加要快。裂纹在扩展过程中,在分叉处会出现与主裂纹断开的孤立的微小空洞。这些微小空洞将成为新的裂纹萌生之地,它们在应力的作用下不断长大,连成一线,形成新的裂纹分支。同一条直线上的两条初始裂纹在扩展过程中,当裂纹尖端靠近时,尖端相互吸引,裂纹相互连通。本研究所得结果与相关模拟结果和实验结果吻合。 展开更多
关键词 晶体相场模型 微裂纹扩展 应变 韧性材料
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温度对小角度对称倾斜晶界位错运动影响的晶体相场模拟 预览
15
作者 祁科武 赵宇宏 +2 位作者 郭慧俊 田晓林 侯华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期74-83,共10页
采用晶体相场法模拟了纳米尺度下小角度对称倾斜晶界的结构和位错运动,针对弛豫过程和附加外应力过程,观察了晶界上位错运动的位置变化和体系自由能变化,分析了温度对小角度对称倾斜晶界的结构和晶界上位错运动的影响规律.研究表明,弛... 采用晶体相场法模拟了纳米尺度下小角度对称倾斜晶界的结构和位错运动,针对弛豫过程和附加外应力过程,观察了晶界上位错运动的位置变化和体系自由能变化,分析了温度对小角度对称倾斜晶界的结构和晶界上位错运动的影响规律.研究表明,弛豫过程中体系温度越低,体系自由能下降速率越大,原子规则排列速率增加,体系自由能达到稳定状态所需的时间越短,晶界达到稳定状态时位错对排列愈发整齐,呈现直线规则排列.外应力作用下,温度越低,晶体位错对首次相遇时间越长,晶体形成单个晶粒时间越长,位错对首次相遇到晶体内位错对完全消失过程时间越长;随着温度的降低,体系自由能出现多段上升下降,位错对反应也愈加复杂,趋向于逐对抵消. 展开更多
关键词 晶体相场 温度 晶界 位错
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晶体相场方程的线性化Crank-Nicolson格式的误差分析
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作者 李娟 《山东大学学报:理学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期118-126,共9页
晶体相场模型是一类空间六阶非线性发展方程。首先,给出了线性化 Crank-Nicolson 格式,该格式在第一、二时间层是显式差分格式,其余时间层是线性化隐式差分格式。在建立差分格式的过程中,将非线性项( u3 ) xx改写成( 3u2 ux ) x,利用中... 晶体相场模型是一类空间六阶非线性发展方程。首先,给出了线性化 Crank-Nicolson 格式,该格式在第一、二时间层是显式差分格式,其余时间层是线性化隐式差分格式。在建立差分格式的过程中,将非线性项( u3 ) xx改写成( 3u2 ux ) x,利用中心差商对其进行离散。其次,证明了差分格式解的先验估计式及无条件收敛性,收敛阶在时空方向均为二阶。最后通过数值算例,验证差分格式是有效的。 展开更多
关键词 晶体相场方程 线性化 CRANK-NICOLSON 格式 收敛性 非线性问题 线性化
小角对称晶界及亚晶界湮没过程的晶体相场模拟 预览
17
作者 孔令一 刘哲源 +2 位作者 李依轩 黄宗吉 高英俊 《广西科学院学报》 2018年第4期287-291,共5页
【目的】研究六角相的位错相互作用的情况,以揭示其运动及能量变化规律。【方法】采用晶体相场(Phase-Field Crystal,PFC)模型,模拟小角对称双晶所形成的晶界及亚晶界在应力作用下的湮没机制,并从位错运动及能量变化角度分析该机制。【... 【目的】研究六角相的位错相互作用的情况,以揭示其运动及能量变化规律。【方法】采用晶体相场(Phase-Field Crystal,PFC)模型,模拟小角对称双晶所形成的晶界及亚晶界在应力作用下的湮没机制,并从位错运动及能量变化角度分析该机制。【结果】亚晶界运动分为3个阶段:第一阶段是体系能量增加,反映了位错的攀移和滑移过程,以及生成的亚晶界迁移;第二阶段是体系自由能量降低的阶段,反映了亚晶界位错相互之间靠近吸引,发生湮没的过程;第三阶段是重复前两个阶段,最后位错全部湮没消失,形成完整单晶。【结论】PFC模型能较好地用于研究六角相双晶在施加应力作用下由位错形成的晶界(包括亚晶界)的运动。 展开更多
关键词 亚晶界 晶向取向 双晶 晶体相场
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晶体相场模型及其在材料微结构演化中的应用 被引量:1
18
作者 高英俊 卢昱江 +3 位作者 孔令一 邓芊芊 黄礼琳 罗志荣 《金属学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期278-292,共15页
随着计算机技术的快速发展,计算机模拟实验在材料科学中的作用越来越突出。计算机数值模拟技术已经和实验观测、理论模型分析并称为20世纪以来的三大科学研究方法。本文首先简要地从空间特征分辨尺度和时间特征尺度比较了几种重要的计... 随着计算机技术的快速发展,计算机模拟实验在材料科学中的作用越来越突出。计算机数值模拟技术已经和实验观测、理论模型分析并称为20世纪以来的三大科学研究方法。本文首先简要地从空间特征分辨尺度和时间特征尺度比较了几种重要的计算模拟方法——分子动力学(MD)、传统相场方法(TPF)和晶体相场(PFC)方法的各自适应的特征尺度范围和特点。在模拟纳观尺度的材料微结构演化,PFC在特征时间尺度上更具优势。其次,介绍了PFC模型,及其建立的物理基础和数学基础,以及该方法的特色优势。同时,介绍该PFC模型的拓展与推广,包括二元和多元体系、气-液-固三相体系、双模和多模体系的PFC模型,以及求解PFC模型的动力学方程数值计算的关键技术与主要步骤。再次,结合作者在材料微结构演化方面的研究,着重介绍PFC模型的几个重要方面的应用例子,包括材料纳观缺陷结构演化、凝固的枝晶生长和晶体外延生长、高温预熔化变形和动态回复、纳观尺度的裂纹扩展与分叉、无序-有序金属玻璃转变、石墨烯的缺陷结构、金属互联线电迁移空洞、多铁复合材料的畴结构、金属泡沫结构的生成等。最后,总结并指出PFC模型的拓展方向与今后应用的重点方面和新领域。 展开更多
关键词 晶体相场模型 数值模拟 微结构演化 缺陷 空洞裂纹
晶体相场法模拟晶界萌生裂纹扩展机理 预览
19
作者 邓力滔 卢昱江 +2 位作者 刘哲源 邓芊芊 高英俊 《广西科学》 CAS 2018年第6期658-662,共5页
【目的】在纳米微观尺度下,双晶样品在单轴拉伸应变作用下萌生裂纹,观察并分析开裂时的特征,并结合对应自由能曲线及应变曲线总结裂纹扩展运动的规律。【方法】采用晶体相场(PFC)法模拟不同位错裂纹的演化图。【结果】在拉力作用下,自... 【目的】在纳米微观尺度下,双晶样品在单轴拉伸应变作用下萌生裂纹,观察并分析开裂时的特征,并结合对应自由能曲线及应变曲线总结裂纹扩展运动的规律。【方法】采用晶体相场(PFC)法模拟不同位错裂纹的演化图。【结果】在拉力作用下,自由能在晶体中慢慢积累。当自由能增加到某一临界值时,晶界位错开始萌生裂纹。但是拉力直接作用在晶体的两端,间接作用在各处位错是不均匀的,所以各个位错的自由能积累效率不相同,导致位错开裂出现3种情况。【结论】在拉力的持续作用下,不同位置的位错变化不相同,位错扩展变化或萌生裂纹具有不同时性。 展开更多
关键词 位错运动 裂纹扩展 晶体相场 应变
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纳观尺度裂纹扩展微观机理的晶体相场法研究 预览
20
作者 高英俊 杨瑞琳 +1 位作者 黄礼琳 刘瑶 《计算物理》 CSCD 北大核心 2017年第4期453-460,共8页
采用晶体相场方法模拟不同预变形量的样品在单轴拉应变作用下的纳观裂纹扩展行为.观察纳观尺度的裂纹演化过程,结果表明:对于无预变形的样品,在拉应变作用下,由于裂口处应变集中,当应变量达到临界值时,裂口开始起裂并伴随位错出现,随... 采用晶体相场方法模拟不同预变形量的样品在单轴拉应变作用下的纳观裂纹扩展行为.观察纳观尺度的裂纹演化过程,结果表明:对于无预变形的样品,在拉应变作用下,由于裂口处应变集中,当应变量达到临界值时,裂口开始起裂并伴随位错出现,随着裂尖的前进位错伴随着裂尖而滑移.对于预变形的样品,在较小的临界应变值裂口起裂,且预变形量越大,裂纹越易起裂和扩展.在裂纹扩展早期阶段呈现出扩展-转向-扩展的长大特征,其本质是裂纹扩展由于裂尖附近的位错滑移受阻引起应变集中,造成主次原子晶面方向的原子键交替断裂,使得裂尖扩展沿[3,1]和[3,-1]方向交替改变而前进,裂纹边缘呈锯齿形状.样品的裂纹扩展后期出现显著的类似解理裂纹扩展行为,解理方向沿[3,1]和[3,-1]方向,且预变形量大的样品裂纹解理扩展更明显且扩展较快. 展开更多
关键词 微裂纹 预变形 晶体相场 模拟实验
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