面向晶界动力学的统一变分模型：融合微观结构
材料科学
2024-11-26 v1
摘要
最近的实验、原子态模拟和理论预测已识别出各种新的晶界运动类型，这些运动由线缺陷（位错或断裂）的底层微观结构动力学控制，经典的均面曲率模型在此情形下不适用。为此，人们在不同设置下（位错或断裂、低角晶界或高角晶界等）从离散线缺陷动力学模型进行升频开发，旨在 accounts for 特定细节微观动力学机制，这些连续模型均不具备变分形式。在本文中，我们提出了一种统一的变分框架，以 account for 所有底层线缺陷机制，涵盖低角和高角晶界及其相关晶体旋转。该变分形式基于所发展的动态Frank-Bilby方程约束，这些方程支配着微观线缺陷结构。所提出的统一变分框架能够在不同条件下恢复可用模型。该统一变分框架更高效地描述了晶界网络在大尺度上的集体行为。它还为这些偏微分方程模型提供了严谨分析和高效数值方法开发的数学可处理基础。
引用
@article{arxiv.2411.15747,
title = {A unified variational model for grain boundary dynamics incorporating microscopic structure},
author = {Luchan Zhang and Xiaoxue Qin and Yang Xiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15747},
year = {2024}
}