噪声对均质形核过程影响的晶体相场法研究

采用晶体相场模型,模拟了有色噪声诱发的均质形核过程. 结果表明,噪声强度在一定范围内对系统平衡热力学参量、形核势垒、临界晶核尺寸影响甚微; 而对形核孕育时间影响较大,形核孕育时间随噪声强度的增大呈指数减小趋势. 进一步分析表明,噪声对形核孕育时间的影响主要是由于噪声的引入改变了原子动力学系数.     

BCC枝晶生长原子堆垛过程的晶体相场研究

通过在自由能泛函中引入各向异性参数得到了一个基于高斯内核的改进晶体相场模型, 并采用该模型研究了体心立方结构(BCC)枝晶生长的原子堆垛过程. 结果表明, 在BCC由正十二面体平衡形貌演化为枝晶组织过程中, 形核位置经历了由面心({110}面)到尖端(<100>取向)的转移, 进而发生界面失稳形成枝晶组织; 枝晶生长过程中, 新的固相原子首先在枝晶尖端附近形核, 并快速向尖端及根部生长, 枝晶尖端被新原子完全包覆后将再次诱发液相原子附着形核及生长; 随初始液相密度的增加, 固-液界面移动速率增加, 速率系数的各向异性也增强.     

直接相关函数对双模晶体相场模型相图的影响

研究了直接相关函数峰宽及 k=0处峰对双模晶体相场模型相图的影响. 结果表明, 随着峰宽的增加, 有序相的相区范围不断增大. 而增大峰宽比可使体心立方(bcc)相区范围缩小, 面心立方(fcc)相区范围大幅增加.直接相关函数 k=0峰的引入则使相图被压缩, 两相共存区变窄, 液相稳定区域增加. 关键词： 晶体相场模型 双模近似 相图 直接相关函数     

Elastic strain response in the modified phase-field-crystal model

To understand and develop new nanostructure materials with specific mechanical properties, a good knowledge of the elastic strain response is mandatory. Here we investigate the linear elasticity response in the modified phase-field-crystal(MPFC) model. The results show that two different propagation modes control the elastic interaction length and time, which determine whether the density waves can propagate or not. By quantitatively calculating the strain field, we find that the strain distribution is indeed extremely uniform in case of elasticity. Further, we present a detailed theoretical analysis for the orientation dependence and temperature dependence of shear modulus. The simulation results show that the shear modulus reveals strong anisotropy and the one-mode analysis provides a good guideline for determining elastic shear constants until the system temperature falls below a certain value.