导读:本文包含了相场法论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:合金,模型,分解,电荷,镁合金,微观,噪声。
相场法论文文献综述
贾森森,王永彪,肖艳秋,吴玉娟,彭立明[1]（2019）在《镁合金微观组织的相场法模拟进展》一文中研究指出镁合金微观组织是决定其后期力学性能的关键因素之一。由于镁合金密排六方结构(hcp)的复杂性,传统的微观组织表征手段已经不能完全满足对镁合金组织形貌和演化过程的跟踪。随着数值模拟技术的发展,相场法模拟技术以其独特的优势逐渐成为当下模拟镁合微观组织演化的有力工具。密排六方结构具有不同于面心立方结构晶体(fcc)的各向异性特征,需要建立适合hcp结构的相场模型。目前,很多相场模拟大都集中于立方结构体系的合金,对hcp结构的合金相场模拟的研究起步较晚。尤其是镁合金,作为最轻的金属结构材料,具有密度小,比强度、比刚度高等优点,在航空、汽车及国防军工等领域得到广泛应用。虽然近年来对镁合金微观组织演化进行了大量相场模拟研究,但是仍面临许多问题:(1)研究大都集中在商用镁合金模拟工作上,而其他镁基合金如镁稀土合金的模拟研究相对较少;(2)模拟尺度大多为二维空间,叁维、四维尺度的模拟成果相对不多;(3)关于电场、超声场、磁场等物理场下镁合金微观组织的模拟工作相对较少。近年来,以相场法模拟为基础,在模拟过程中分别将外场等不同因素考虑进来,使得镁合金在枝晶组织演变、晶粒生长、沉淀相析出领域的二维和叁维模拟更接近真实情况。基于相场模型与热物理参数而提出的KKS模型和多相场模型被最早应用于镁合金凝固过程中,且得到与实验结果相似的模拟结果,这快速推进了合金微观组织的模拟研究,但多相场模型和KKS模型的模拟结果大都是定性描述,很难做到定量对比,而Karma定量模型与各向异性参数的结合有效解决了相场模拟的定量问题。随后,相场模拟被应用于镁合金的再结晶领域,重现了再结晶形核和晶粒长大在不同退火温度下的微观演化过程,并揭示了再结晶形核和长大的动力学机制。相场模拟镁合金固态相变的研究起步相对较晚,模拟过程中需要考虑界面能和弹性应变能的相互作用,析出相呈现与实验结果相近的菱形或板条状形貌。本文首先详细介绍了相场模拟技术在镁合金凝固微观组织的应用与发展,论述了相场模拟技术在镁合金微观凝固组织演化的实验成果,随后对镁合金再结晶晶粒生长的相场模拟研究状况进行了阐述,同时还综述了近年来相场模拟在镁合金固态相变过程的发展历程。最后本文指出相场模拟在镁合金微观组织演化存在的主要问题,并展望了该领域的发展趋势及未来前景。(本文来源于《材料导报》期刊2019年19期）
王锟,王永欣,胡石,陈铮,程岩峰[2]（2019）在《B2-FeAl有序相中成分与温度对占位与反位缺陷的影响:相场法研究（英文）》一文中研究指出原子占位与反位缺陷对金属间化合物合金的物理与机械性能产生巨大的影响。B2-FeAl作为一种具有优异性能的材料,研究其中的原子占位与反位缺陷具有十分重要的意义。本研究利用相场方法研究了B2-FeAl有序相中铝浓度与温度对原子占位与反位缺陷变化趋势的影响。结果表明,铝浓度的增加或者温度的降低能够加速母相中的溶质原子分离,进而使得铝原子占位、铁原子占位以及反位铁或铝更早达到平衡态。特别地,铝浓度的升高或温度的降低能够增强铝和铁的占位,并减少2种类型的反位缺陷。此外,研究结果还表明铝浓度或者温度的变化不能改变B2-FeAl有序相中主要的反位缺陷类型。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2019年07期）
杨文奎,赵宇宏,孙远洋,赵宝军,侯华[3]（2019）在《基于相场法的Cr浓度对Fe-Cr合金中α′相析出的影响》一文中研究指出基于Cahn-Hilliard扩散方程,采用时间和空间函数定义场变量描述成分随时间演变,通过相场模型对Fe-35Cr、Fe-40Cr和Fe-45Cr合金的失稳分解行为进行模拟研究,分析沉淀相体积分数、平均粒径和粒度分布变化。结果表明,随着时效时间增加,Fe-Cr合金中α′相由最初的蠕虫状,逐渐长大并向椭球状或棒状转变。随着Cr含量升高,α′相的平均半径逐渐增大,平衡体积分数逐渐增大,形核、长大及粗化速率加快。模拟结果有助于理解Fe-Cr合金的相分解和高温双相不锈钢的设计。(本文来源于《特种铸造及有色合金》期刊2019年06期）
王超颖,顾璠[4]（2019）在《基于相场法熔盐相变的模拟研究》一文中研究指出基于建立的液固两相流相场模型,本文研究了不同物性参数对流体特性及其相边界的影响因素,计算和确定了流体动力黏度对文中液固两相流计算模拟的适用值,数值取1 Pa?s。利用Comsol软件进行模拟,与石蜡熔化实验进行了对比,结果吻合良好。对NaCl-CaCl_2二元相变系统进行了特性研究,随着壁温上升,蓄热槽内材料的熔尽时间减少,且上层对流区域熔化速度比下层导热区域快;相同周长时方管内的熔化时间比圆管短了46 s,方管内传热受表面张力的影响更小。所得结论对相变材料的选择、相变蓄能器的设计有一定的理论参考意义。(本文来源于《制冷技术》期刊2019年03期）
赵宝军,赵宇宏,孙远洋,杨文奎,侯华[5]（2019）在《Mn含量对Fe-Cu-Mn合金纳米富Cu析出相影响的相场法研究》一文中研究指出采用相场法模拟了Fe-Cu-Mn合金在823 K时效时富Cu析出相的叁维组织演化图像、体积分数、数量密度和平均颗粒半径随时效时间的变化等。相场模拟研究表明:相分离早期阶段通过失稳分解机制形成富Cu相;同时Mn原子也在富Cu相的中心发生偏聚,在富Cu相开始Ostwald粗化的过程中,Mn原子又从其核心处偏聚到富Cu相和基体的界面处,最终在富Cu相外部形成富Mn环。富Mn环的存在会抑制富Cu相的扩散长大和粗化;富Cu相在时效前期是球状的bcc结构,随着不断长大,转变为椭球形或棒状的fcc结构;提高Mn含量可以加快富Cu相的析出,有利于富Cu相的粗化。(本文来源于《金属学报》期刊2019年05期）
王富宝[6]（2019）在《温度对TiAl合金及Ti_2AlNb合金显微组织形貌的相场法研究》一文中研究指出为满足航空航天领域高推进比、低能耗的要求,TiAl合金和Ti_2AlNb合金因具备优异的综合性能,如密度低、抗氧化、在高温时也保有相当的强度而备受关注,被认为是在600℃~1000℃有望代替某些镍基高温合金部件的新一代轻质结构材料。然而,这两种合金由于室温韧性较差,使得变形和铸造过程都较难得到理想的显微组织,因此理解温度对合金相变的影响机理十分重要。本文通过相场法对TiAl合金及Ti_2AlNb合金的固态相变过程进行相场模拟,与实验结果的对比分析,从而揭示其原理,预测并调控显微组织,并为其他金属间化合物的相变模拟提供了新思路。本文首先研究了金属间化合物系统自由能的构造问题。利用梯度下降法来计算亚点阵模型中的必要参数—原子占位比,即避免了第一性原理等方法的复杂过程,又具有足够的精度能够进行后续的计算。同时,将所计算的亚点阵模型耦合入相场模型中时,利用一个二次方项的势阱函数,克服了其它相场模型中序参量平衡值变化的问题,减轻了由正反傅立叶变换带来的数学误差,使整个计算体系更加稳定,计算结果更加真实有效。接着,建立了α_2-γ相变的三维相场模型,并且融入各种热力学参数、动力学参数以及晶体学的知识,不仅验证了亚点阵模型的准确性,还重现了TiAl合金中片层组织的形成及演变过程。结果发现弹性能是TiAl合金片层组织形成的主要原因,弹性能越大,片层组织的形状越扁平,而且弹性能对γ相的6个变体形状有不同的影响;在温度为1300~900 K的范围内,TiAl合金的片层厚度及晶粒数量呈现先增大后减小的趋势,而且TiAl片层出现大量的孪晶;在连续冷却过程中,片层组织的厚度随冷却速度的增加而降低,与实验规律一致。最后,同样利用亚点阵模型描述Ti_2AlNb合金中金属间化合物的自由能,随后构建了α_2-O相变过程的相场方程,研究了不同温度下显微组织形貌的演变过程,同时验证亚点阵模型的可靠性。结果发现Ti_2AlNb合金的叁个变体在弹性能的作用下呈现正方形或矩形的形状,而且随着温度的升高,800 K、900 K、1000 K,晶粒数量逐渐增多,生长速度加快,晶粒尺寸更加细小。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-30）
杨文奎[7]（2019）在《相场法研究温度、Cr浓度及位错对Fe-Cr合金α'相析出的影响》一文中研究指出Fe-Cr合金由于其优异的高温力学性能和良好的耐辐射性能而作为核反应堆、航空航天管道的关键材料。由于Fe-Cr合金在573~823K温度范围内使用时,会发生失稳分解产生富Cr的纳米级α'相,α'相会导致Fe-Cr合金的耐腐蚀性能和高温力学性能急剧降低。在不同Cr浓度和不同的温度下等温时效,会使Fe-Cr合金相分解产生的α'相大小,形貌,密度均有所不同;而位错以及位错空间位置也会影响α'相形核位置,扩散形式,颗粒大小和形貌。因此,研究Fe-Cr合金的相分解机制、微观形貌及其长大粗化过程对该合金的热时效组织演变、力学性能提高具有重要作用。本文主要基于Cahn-Hilliard扩散方程,建立Fe-Cr合金模型,采用周期性边界条件和半隐式傅里叶谱算法,在傅里叶空间求解。主要研究在不同温度下等温时效,Fe-35at.%Cr合金α'相的变化规律。在不同温度下等温时效的初始阶段Cr原子不断聚集逐渐分离出细小的α'相颗粒,随着时效的继续,细小的α'相颗粒逐渐转变为球状并独自长大粗化,未转变为球状的α'相颗粒会逐渐消失在基体中,最终达到平衡状态,α'相不再发生改变。随着温度的升高,球状α'相平衡时的平均颗粒半径,体积分数均逐渐增大,而颗粒数逐渐减少,表明温度越高,α'相的长大粗化程度越大,合金的力学性能越低。研究Fe-35at.%Cr合金,Fe-40at.%Cr合金,Fe-45at.%Cr合金在700K下等温时效的失稳分解规律,Fe-35at.%Cr合金的变化规律与上述规律相同,Fe-40at.%Cr合金随着时效时间的延长,细小的α'相颗粒一部分转化为球状细小的α'相并独自长大粗化,一部分α'相颗粒则相互连接并逐渐再变为椭球状或棒状α'相并长大粗化;Fe-45at.%Cr合金随着时效时间的延长,细小的α'相颗粒均转化为棒状细小的α'相并发生长大粗化。随着Cr浓度的增加,α'相逐渐由拉长粗化的趋势,会使合金的力学性能逐渐降低。位错处Cr原子更易聚集形成α'相,与基体相之间会产生明显的相界Cr原子继续聚集,再次与基体相形成相界,随着时效的延长,相界不断向外扩散,相界处不断形成α'相。随着Cr浓度的增加,相界会逐渐连接形成环状向外扩散,且α'相平的均颗粒半径,体积分数对比无位错作用下均有所增加。(本文来源于《中北大学》期刊2019-04-16）
王舒凯,周志东[8]（2019）在《不同初始分布向列相液晶电容特性的相场法研究》一文中研究指出液晶盒内的液晶分子在不同的外加电场作用下重新排布,其极化指向发生改变,从而影响液晶盒整体的电学特性。本文考虑液晶材料的挠曲电效应,分析液晶盒的整体自由能表达式,包含弹性形变自由能密度、介电自由能密度和挠曲电自由能密度。基于液晶弹性理论和相场方法,构建描述液晶核指向矢分布及演化的相场方程,并运用离散方法推导出液晶盒约化电容的表达式。讨论边界强锚定的混合液晶盒(HAN)和平行液晶盒(PAN)表面电荷密度对液晶核指向矢偏转角的影响。进一步分析了挠曲电系数、表面电荷密度以及液晶盒厚度对两种不同初始指向分布液晶盒电容性能的影响。数值分析结果表明,表面电荷密度越大、挠曲电系数越小,液晶核指向矢偏角越大。在混合液晶盒中,约化电容随着表面电荷或液晶厚度的增加而增加,最终趋于饱和;而在平行液晶盒中,当表面电荷密度或液晶盒厚度达到某个临界值时,液晶核的指向矢才发生改变,液晶的约化电容才有明显的变化。随着表面电荷密度增加,液晶核指向矢发生偏转的临界厚度减小。(本文来源于《液晶与显示》期刊2019年04期）
郭慧俊[9]（2019）在《金属微结构变形行为的晶体相场法研究》一文中研究指出调控材料内部微观结构用以提高其加工性能是研究者们一直以来共同关注的课题。在时间尺度和空间尺度极其有限的条件下,工程实践需耗费大量的时间和成本也难以捕捉到微结构的细节信息。因此,利用晶体相场法研究金属微结构的变形行为意义重大。本文充分利用晶体相场法在微结构演化方面优势,在原子尺度和扩散时间尺度对金属晶体中二维叁角相进行模拟。单组元单模晶体相场模型的模拟结果表明,纳米双晶中存在两条小角对称倾转晶界其结构能够用等距垂直排列的刃型位错模型来描述。在体系中持续施加等面积应变,金属微结构在原子层面上发生变形。变形过程中晶界定向迁移且晶界结构未发生转变。金属微结构变形行为的最终结果是异号位错相互抵消导致两条晶界在应力作用下完全湮没,伴随金属缺陷的消失纳米双晶转变为无畸变的单晶。根据原子密度演化图结合体系能量的定量分析可将晶界湮没过程大致分为叁个阶段:第一阶段晶界发射四种结构组态(Ⅰ-型、Ⅱ-型、Ⅲ-型和Ⅳ-型)不同的位错并在晶界处发生分离形成新的亚晶粒;第二阶段位错穿越晶粒内部沿面心立方(111)面做有规律的滑移运动,Ⅰ-型和Ⅳ-型位错向两边运动,Ⅱ-型和Ⅲ-型位错向中部靠近。这两个阶段中由于样品受到热力耦合的作用体系自由能曲线单调增加;第叁阶段异号位错相遇抵消,剩余位错继续滑移直至晶界湮没过程完成。这一阶段中的自由能曲线下降存在局部极小值点,对应晶界湮没时晶格畸变能的大量释放。本文揭示出晶界湮没的本质是亚晶吞并原始晶粒且体系能量释放的过程,晶界湮没完成后自由能的增长速度始终大于晶界迁移过程中自由能的增长。分析不同参数对晶界湮没过程的影响发现,晶界对温度及晶粒取向角的敏感特性。温度升高有利于原子的扩散以减少晶粒中的晶格畸变。尽管低温条件下位错运动、晶界迁移及湮没的过程能够提前发生,但从位错对相互作用的抵消结果来看适当的升高温度有助于缩短双晶体系在等面积应变下转化为完整单晶结构的时间。尤其温度较高时,位错能够几对一起抵消从而加速晶界的湮没。而在小角度倾向角范围内,随取向角的增大会抑制湮没的发生以及降低晶界的迁移速率。在外加应力下,取向角与材料的屈服强度有一定的响应关系。高温条件下金属微结构变形行为的研究结果表明,晶界上由液相区环绕的独立位错常常伴随着预熔化现象。温度逐渐接近熔点,晶界预先析出一层液相薄膜,液相薄膜的形态与晶粒的取向差角密切相关。晶界在高温预熔及湮没的过程中,晶粒的取向差角越大组成晶界的位错数目越多,位错间距越小。相邻的两独立位错两两合并预熔区连通成为“液相熔池”,且随取向角的增大液相薄膜的尺寸增大。外加应力不会改变晶界的运动方式及位错间的相互作用。优先发生预熔的位错随晶界的湮没完成,其预熔区也会跟着消失。(本文来源于《中北大学》期刊2019-03-22）
张冰[10]（2019）在《Al-Si合金枝晶形貌的叁维相场法模拟》一文中研究指出枝晶是金属凝固组织中典型的结构,枝晶的界面形态和稳态选择直接决定了凝固的组织特征和材料的最终性能。随着计算材料学的发展,数值模拟结合实验研究成为目前材料研究的前沿领域。其中相场法作为一种描述复杂相界面演化的强有力工具,在模拟金属凝固过程中枝晶复杂的形貌演化方面得到广泛的应用。本文采用包含固相扩散系数的叁维相场模型对Al-Si合金枝晶生长过程进行了以下的研究。1.采用相场法模拟了不同相场模型参数下枝晶的生长过程并确定了合适的相场模型参数,研究结果表明:界面宽度会改变枝晶尖端的稳态行为,驰豫时间对枝晶的择优取向以及二次枝晶的生长具有重要影响。2.模拟了不同界面宽度、过冷度、过饱和度和热噪声幅值下等轴枝晶的演化过程,研究结果表明:界面宽度会影响枝晶形貌的复杂度和枝晶尖端的溶质浓度;过冷度对枝晶的生长速度和二次枝晶的发达程度具有重要影响;过饱和度会改变微观偏析程度和枝晶尖端速度;热噪声幅值会引发枝晶主干两侧二次枝晶的不对称生长,而枝晶尖端形貌变化较小。3.模拟了定向凝固过程中不同主枝晶间距、推进速度、温度梯度和热噪声幅值下枝晶侧枝的演化过程,研究发现:主枝晶间距会影响二次枝晶的数量和发达程度以及叁次枝晶的生长;推进速度会改变主枝晶界面的稳定性,二次枝晶间溶质的富集程度和主枝晶根部二次枝晶的发达程度;温度梯度会影响早期的枝晶轮廓和二次枝晶的形貌、生长方向,二次枝晶间溶质的富集会引发二次枝晶的粗化和重熔现象;热噪声幅值不仅会改变枝晶主干两侧二次枝晶的不对称度、形貌不规则度以及枝晶内部溶质的不均匀度,而且会改变枝晶尖端的稳态行为和形貌;枝晶尖端形貌、尖端稳态行为和溶质浓度共同影响着二次枝晶的产生。(本文来源于《中北大学》期刊2019-03-22）
相场法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
原子占位与反位缺陷对金属间化合物合金的物理与机械性能产生巨大的影响。B2-FeAl作为一种具有优异性能的材料,研究其中的原子占位与反位缺陷具有十分重要的意义。本研究利用相场方法研究了B2-FeAl有序相中铝浓度与温度对原子占位与反位缺陷变化趋势的影响。结果表明,铝浓度的增加或者温度的降低能够加速母相中的溶质原子分离,进而使得铝原子占位、铁原子占位以及反位铁或铝更早达到平衡态。特别地,铝浓度的升高或温度的降低能够增强铝和铁的占位,并减少2种类型的反位缺陷。此外,研究结果还表明铝浓度或者温度的变化不能改变B2-FeAl有序相中主要的反位缺陷类型。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
相场法论文参考文献
[1].贾森森,王永彪,肖艳秋,吴玉娟,彭立明.镁合金微观组织的相场法模拟进展[J].材料导报.2019
[2].王锟,王永欣,胡石,陈铮,程岩峰.B2-FeAl有序相中成分与温度对占位与反位缺陷的影响:相场法研究（英文）[J].稀有金属材料与工程.2019
[3].杨文奎,赵宇宏,孙远洋,赵宝军,侯华.基于相场法的Cr浓度对Fe-Cr合金中α′相析出的影响[J].特种铸造及有色合金.2019
[4].王超颖,顾璠.基于相场法熔盐相变的模拟研究[J].制冷技术.2019
[5].赵宝军,赵宇宏,孙远洋,杨文奎,侯华.Mn含量对Fe-Cu-Mn合金纳米富Cu析出相影响的相场法研究[J].金属学报.2019
[6].王富宝.温度对TiAl合金及Ti_2AlNb合金显微组织形貌的相场法研究[D].华南理工大学.2019
[7].杨文奎.相场法研究温度、Cr浓度及位错对Fe-Cr合金α'相析出的影响[D].中北大学.2019
[8].王舒凯,周志东.不同初始分布向列相液晶电容特性的相场法研究[J].液晶与显示.2019
[9].郭慧俊.金属微结构变形行为的晶体相场法研究[D].中北大学.2019
[10].张冰.Al-Si合金枝晶形貌的叁维相场法模拟[D].中北大学.2019
论文知识图
