铝的晶面化转变作为晶界相变

晶界因晶界各向异性能量而产生晶面化：虽然晶面化边界比对应的直边界面积更大，但晶面相对于直段显著更低的能量可以驱动晶面化。这一图景因晶面化/去晶面化转变而变得复杂，两种状态之间的自由能差依赖于温度。这类转变此前已被观察和建模，但其确切本质尚未被完全理解。这里，我们使用原子计算机模拟表明，Al 中著名的 $\Sigma 3$ [111] 倾转晶界上的晶面化转变实际上是一种晶界相变（也称 complexion 转变）。这意味着晶面化和去晶面化边界关联着不同的原子结构，它们具有不同的热力学稳定性范围。在低温下，与晶面化相关的晶界相是稳定的，而在高温下，平直晶界相是稳定的。我们还报告了为此目的对 Al 原子间势的全面测试，包括与密度泛函理论计算的比较。所选势对我们的晶界表现良好。因此，我们能够获得与先前实验结果一致的结果。