多晶材料晶粒长大的统一理论
材料科学
2021-02-18 v1
摘要
晶粒长大是细胞状结构中普遍而基本的现象，其晶粒集合由晶界网络分隔，包括金属与陶瓷。然而，六十余年来晶粒长大的潜在机制一直模糊不清。基于晶界迁移与毛细驱动力的经典线性关系的晶粒长大模型，通常预测正常晶粒长大。尽管历经数十年努力，异常晶粒长大的定量模型仍属缺失。本文提出一个统一模型，定量揭示晶粒长大如何演化，可预测多晶材料中正常、异常与停滞的晶粒长大行为。我们的模型表明，晶界迁移与毛细驱动力之间的关系一般为非线性，但在特定情形下会切换为经典线性关系。此外，多晶 SrTiO3 中观察到的晶粒长大实验证实了该统一模型的有效性。本研究提供了一个统一、定量的模型来理解和预测多晶材料中的晶粒长大，从而为优化多晶材料性能的微观结构设计提供有益指导。
引用
@article{arxiv.1901.00732,
title = {A unified theory of grain growth in polycrystalline materials},
author = {Jianfeng Hu and Xianhao Wang and Junzhan Zhang and Zhijian Shen and Jun Luo and Jian Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.00732},
year = {2021}
}