一种具有任意晶界能误角依赖性的相场模型

多晶体材料的晶粒生长常使用取向场模型进行仿真，这类模型使用场来表示晶体晶格的局部取向。然而，这些模型在表示晶界自由能随误角变化的现实依赖性方面存在较大挑战。我们证明，现有的取向场模型通常无法再现晶界自由能随误角增大而减小的现象，表明了以往模型在应用于多晶体材料时存在显著局限。为克服这一局限，我们提出了对 Kobayashi-Warren-Carter 模型的修改，其中自由能函数的系数成为晶界之间误角的函数。由于该修改，晶界自由能可对误角实现任意依赖性。我们提出通过在晶界法向向量的两个固定距离处沿该方向对取向场进行插值来计算非局部误角。模型能力通过在误角相关晶界自由能中引入尖锐 cusp 来演示。最后，我们提出将模型扩展到三维。