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合金沉淀颗粒劈裂的模拟研究(I):分裂机制
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O753.3[理学—晶体学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学材料学院,西安710072, [2]西北工业大学凝固国家重点实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51075335,10902086,51174168)资助的课题.
中文摘要:

以相场方法模拟模型合金时效过程中沉淀颗粒的劈裂现象.模拟计算表明,模型合金溶质原子浓度为C=0.1溶质原子分数、初始晶核尺寸在80/到90/(Z=12.18A)之间单一颗粒会发生劈裂,颗粒劈裂是系统弹性能和系统界面能通过扩散交互作用的结果,在时效初期,初始球形颗粒在弹性能占绝对优势作用下,界面沿(110)方向尖锐化,导致溶质浓度在沉淀的四角富集而在心部贫化,为颗粒劈裂创造了成分条件,此为颗粒劈裂的孕育期,表现为系统总界面能在此期间为一水平台阶.经过成分孕育的沉淀颗粒在300t(t=4.65S)时开始劈裂,时效1000t劈裂结束时系统总界面能达到极大值点而总弹性能达到极小值点.计算发现,颗粒劈裂孕育期系统总界面能的水平台阶和劈裂结束时的能量极值点是颗粒劈裂为4块的典型特征.初始晶核尺寸大于90/的颗粒时效期间只有界面能孕育期水平台阶而没有能量的极值点,而初始晶核尺寸小于80/的颗粒界面能能单调递增.

英文摘要:

The splitting of particles precipitating from solid solutions, e.g. Ni-based alloy, is studied with the phase field method. The simulation results show that in the single particle system, the nucleuses of crystal with the sizes of 80/to 901 (l = 12.18 A) split during ageing. The splitting is the result of the interaction between elastic energy and interface energy. During the earlier stage of ageing, the sharpening along (110/ of the interface of the initial spheric shape particle will lead to the solute beneficiation at the corner but impoverishment in the center of the particle, it is the splitting incubation stage (SIS). The total interface energy (TIE) appears as being of horizontal step during SIS. The particles split at 300~- (T = 4.65 s) after the SIS and at the end of splitting the TIEs reach their maxima and the total elasic energy (TEE) reaches minimum at 1000~-. The horizontal step during SIS and the extreme points of TIE and TEE are the representative features of splitting. The TIE has SIS but no extreme point lying on TIE and TEE when the particle sizes are bigger than 90/. For the particles with sizes smaller than 80/, the TIE increases up monotonically.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876