1。2。2 非经典形核论文网
研究中发现,两相之间的的确确存在相界面一定宽度大小的过渡区间,这种情况下我们在研究过程阶段就需要把体自由能和面自由能放在一起进行计算和分析,于是经典形核理论就具有局限性了[15]。于是我们需要借用非经典形核理论进行研究分析,它认为非均匀亚稳态固溶体存在同相起伏的过程,而且当相界面弥散不均匀分布时,成分和位置之间存在一定关系。我们可以使用空间波长和空间成分变化来描述临界涨落的状态。我们将体积能和表面能相结合。
通过加入影响因子将均匀系统改为非均匀系统自由能:
自由能变化:
单元的体积自由能设为 。 是成分为 的单位体积自由能。微分体积为V的固体成为 的小单元[16]。单元体积内的原子数目可以使 和 作连续函数进行微分处理。应用于非均匀系统的成分涨落,非经典形核理论假设的自由能包括浓度梯度 的高阶项。
1。2。3 匀相转变
调幅分解过程属于匀相转变过程,这一过程中的主要特点是浓度梯度变化在一个大区域中,从而浓度梯度较小,成分起伏小,调幅分解就是最典型的一个例子[17]。比方说合金固溶体处在高温条件下,当外界条件改变时,比如温度降低,这时就会存在一定范围内的温度起伏变化,这种变化会使得系统失去稳定性,也随着起伏幅度的变大,母相会发生相分解现象形成新相,不同于形核长大的特点是,新相与母相之间结构是相差不大的,但是成分含量却不同,因此这一过程即称之为调幅分解[18]。调幅分解过程与形核过程差别较大,该相变区别于形核过程,差别在与调幅分解的成分是连续变化的,结构不发生变化,而形核过程不同于此。因而调幅分解形成母相和新相之间不存在相界面,因此此时更不会存在由于新的界面能增加相,由于能量增加是不自发的状态,因此调幅分解自发发生。而且调幅分解从低浓度向高浓度扩散,属于上坡扩散[19]。
在调幅分解中,同时因为新旧相共格,而且调幅分解产生的成分起伏变化周期小[20]。在温度起伏小处产生有序化排列,温度起伏较大处的无序状态是不稳定状态,这种状态会通过不断变化而减弱进而消失,D。Fontane等人[21]就是利用非均匀介质的离散格点模型进行修饰改造来,进而模拟构造出来了失稳的有序化动力学模型。同时发现当我们了解到长波长的起伏的聚集以及短波长起伏的有序化之间存在一定的规律,并可能发生丛聚。
1。3 材料中计算机模拟的应用
现在是计算机时代,计算机的软硬件技术都得到长足的发展。通过计算机去研究材料,这一点对材料的认识和制备具有很大作用,它的理论发展也极其重要,为实验进行提供了帮助。通过计算机基于数学物理化学模型建立上对材料科学的实验研究进行理论的设计和分析,实验过程的模拟、实验条件的优化控制,这是我们材料工作者研究的重要课题。同时我们发现,当我们通过采用模拟数据处理、仿真模拟、数学定量等计算机技术进行模拟进行实验时[22],不断进行考虑如何全面的去解决材料科学与工程中的面临的技术难题时,这个过程中不仅仅对材料学研究大有裨益,对计算机技术的提高也有很大用处。
首先通过理论设计并模拟研究其性能,然后制备来获取具有特定性能的新材料,镍基合金就是在早期美国用这一方法由开发得到的了[23]。这一优点在于我们不需要浪费太多时间和原料去一一进行实验并分析,只需通过模拟后减小实验的盲目性,缩小实验范围后加以实验。文献综述