无形貌不稳定性时分相沉淀合金的微观结构图案形成的相场建模

在分相沉淀合金的方向性凝固过程中, 当父相或两种固相都在形貌不稳定时（即当温度梯度/生长速率比 $G/v_p$ 较小时），其中一种固相通常会超过并覆盖另一种相，导致形成类似稀释二元合金单相凝固中细胞枝晶结构的细胞-枝晶阵列结构。相反, 当 $G/v_p$ 足够大，使得两种相都形貌稳定时，微观结构的形成则取决于两种固相 nucleation 与生长之间的微妙相互作用。在此条件下观察到的结构包括：沿生长方向垂直的父相和分相相交替层 (带状结构)，这些结构通过一种模式形成，即一种相在另一相上进行交替 nucleation 和横向扩散；以及部分填充的带状结构 (岛屿)，其中分相并未完全覆盖父相，而是连续生长. 我们构建了一个包含 nucleation 过程的分相模型，以探讨这些结构的形成。该模型的仿真揭示了从岛屿到带状结构的形貌转变、分相在父相上扩散的动力学（表现为极其恒定的加速度），以及在纯扩散生长条件下可能观察到的生长形貌类型。