相场法研究含第二相颗粒多晶体系的晶粒粗化标度律

金属学报, 2013, 49(8): 981-988. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00164

相场法研究含第二相颗粒多晶体系的晶粒粗化标度律

赵彦 ^1, , 张洪宇 ^2, , 韦华 ^3, , 郑启 ^4, , 金涛 ^5, , 孙晓峰 ^6,

1.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

2.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

3.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

4.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

5.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

6.中国科学院金属研究所,沈阳,110016

基金项目: National Basic Research Program of China(201B631206) 国家重点基础研究发展计划项目201B631206,以及国家自然科学基金项目50931004,51071164和50671102资助 National Natural Science Foundation of China(.50931004,51071164,50671102)

关键词：相场方法 , 粗化动力学 , 结构函数 , 标度律

A PHASE FIELD STUDY FOR SCALING RULES OF GRAIN COARSENING IN POLYCRYSTALLINE SYSTEM CONTAINING SECOND-PHASE PARTICLES

Keywords： phase field method , coarsening kinetics , structure function , scaling rule

利用相场法研究了第二相颗粒体积分数对多晶体系晶粒粗化标度律的影响.结果表明:随着第二相颗粒体积分数增加,晶粒生长阻力增大,晶粒平均半径Ra随时间t的演化关系偏离t=ARam+B非线性关系,且动力学指数m随第二相颗粒体积分数增加而增大.在晶粒粗化阶段,无论第二相颗粒是否存在,及第二相颗粒体积分数的大小,系统均满足标度律.随着第二相颗粒体积分数增加,系统结构因子曲线的峰值逐渐降低,且当波矢k值增大到某一值后,系统结构因子曲线基本重合；随着第二相颗粒体积分数增加,系统标度函数峰值降低,峰宽变宽.在较大的k值情况下,同一k值对应的标度函数值随第二相颗粒体积分数的增加而增大.由结构因子和标度函数可知,第二相颗粒体积分数增加,晶粒间的相互作用减弱,晶粒粗化过程中的尺寸均匀性将更好.

参考文献

[1]	Fan D,Chen L Q.Acta Mater,1997; 45:611
[2]	Zhang H L,Tian J L,Hu X Y,Gao Y J.Guangxi Sci,2009; 16:297(张海林,田军龙,胡项英,高英俊.广西科学,2009; 16:297)
[3]	Tikare V,Holm E A,Fan D,Chen L Q.Acta Mater,1999;47:363
[4]	Moelans N,Blanpain B,Wollants P.Acta Mater,2005; 53:1771
[5]	Fan D,Chen L Q.Acta Mater,1997; 45:3297
[6]	Hu S Y,Chen L Q.Acta Mater,2001; 49:1879
[7]	Zhu J Z,Wang T,Ardell A J,Zhou S H,Liu Z K,Chen L Q.Acta Mater,2004; 52:2837
[8]	Li D Y,Chen L Q.Scr Mater,1997; 37:1271
[9]	Palmer M A,Glicksman M E,Rajan K.Scr Mater,2003;48:1173
[10]	Hillert M,Sundman B.Acta Metall,1976; 24:731
[11]	Jahazi M,Jonas J J.Mater Sci Eng,2002; A335:49
[12]	Xu T,Song S.Acta Metall,1989; 37:2499
[13]	Joel L L,Marro J,Kalos M H.Acta Metall,1982; 30:297
[14]	Fan D,Chen L Q,Chen S P.Mater Sci Eng,1997; A238:78
[15]	Ostwald W.Lehrbuch der Allgemeinen Chemie.Vol.2,Germany:Leipzig Press,1896:1
[16]	Kobayashi K,Blinc K K,Cevc R P,Share M.Phys Rev,1967; 159:411
[17]	Rogers T M,Elder K R,Rashmi C D.Phys Rev,1988;37B:9638
[18]	Seigert M,Rao M.Phys Rev Lett,1993; 70:1956
[19]	Allen S M,Cahn J W.Acta Metall,1979; 27:1085
[20]	Gao Y J,Zhang H L,Jin X,Huang C G,Luo Z R.Acta Metall Sin,2009; 45:1190(高英俊,张海林,金星,黄创高,罗志荣.金属学报,2009; 45:1190)
[21]	Gill F X,Rodrringer D T,Krill III C E.Acta Mater,2003;51:2743
[22]	Fltham P.Acta Metall,1957; 5:97
[23]	Jones G R,Jackson M,O'Grady K.J Magn Magn Mater,1999; 193:75
[24]	Liftshitz I M,Slyozov V V.J Phys Chem Solids,1961; 19:35
[25]	Hillert M.Acta Metall,1965; 13:227
[26]	Wang K G,Ding X,Chang K,Chen L Q.J Appl Phys,2010; 107:061801
[27]	Ohnogi H,Shiwa Y.Phys Rev,2011; 84E:011611
[28]	Brumberger H.Modern Aspects of Small-Angle Scattering.Dordrecht:Kluwer Academic Publishers,1995:57
[29]	Lebedev V,Didebko V,Lapin A,Konoplev K.J Appl Crystal,2003; 36:629
[30]	Amitabha C,Raúl T T,James D G.Phys Rev,1993; 47E:3025
[31]	Joel L L,Marro J,Kalos M H.Acta Metall,1982; 30:297
[32]	Fratzl P,Lebowitz J L.Acta Metall,1989; 37:3245
[33]	Liu J M,Wu Z C,Liu Z G.Acta Phys Sin,1997; 46:1146(刘俊明,吴状春,刘治国.物理学报,1997; 46:1146)
[34]	Li Y S,Chen Z,Wang Y X,Lu Y L,Zhang J J.Prog Nat Sci,2005; 16:604(李永胜,陈铮,王永欣,卢艳丽,张建军.自然科学进展,2005:16:604)
[35]	Fratzl P,Lebowitz J L,Penrose O,Amar J.Phys Rev,1991; 44B:4794
[36]	Tokuyama M,Enomoto Y,Kawasaki K.Physica,1987;143A:183
[37]	Anderson M P,Srolovitz D J,Grest G S,Sahni P S.Acta Metall,1984; 32:783
[38]	Chen L Q.Annu Rev Mater Res,2002; 32:113
[39]	Weaire D,Kermode J P.Philos Mag,1983; 48B:245
[40]	Huang F,Di H S,Wang G S.Acta Phys Sin,2009; 58:313(黄锋,邸洪双,王广山.物理学报,2009; 58:313)
[41]	Chen L Q,Yang W.Phys Rev,1994; 50B:15752
[42]	Burke J,Turnbull D.Prog Met Phys,1952; 3:220
[43]	Amitabha C,Raúl T,James D G.Phys Rev,1993; 47E:3025

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