来自分子动力学模拟的晶界预熔与晶粒合并的结构拆分势
材料科学
2015-05-14 v1
摘要
我们描述了一个分子动力学框架，用于直接计算凝固中晶界预熔与晶粒合并背后的短程结构力。该方法被应用于对元素 Ni 的经典嵌入原子模型中（i）Sigma 9 <115> 120 度扭转晶界和（ii）Sigma 9 <110> {411} 对称倾斜晶界的比较研究。尽管这两个晶界在熔点附近都呈现出高度无序的结构，但它们无序区域宽度的温度依赖性本质在定性上是不同的。前一个晶界表现出的行为与从下方逼近熔点时对数发散的预熔层厚度相一致，而后一个晶界表现出的行为则是在熔点处具有有限的晶界宽度。结果表明，这两类行为均可在包含宽度依赖界面自由能（称为拆分势）的锐界面热力学形式体系内得到定量描述。计算得出，晶界 的拆分势对宽度呈单调指数依赖，而晶界 的拆分势则具有一个弱吸引极小值。本文的结果结合近期关于晶界预熔背后热力学力的模拟与理论研究进行了讨论。
引用
@article{arxiv.1001.0583,
title = {Structural disjoining potential for grain boundary premelting and grain coalescence from molecular-dynamics simulations},
author = {Saryu Fensin and David Olmsted and Dorel Buta and Mark Asta and Alain Karma and J. J. Hoyt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.0583},
year = {2015}
}
备注
24 pages, 8 figures, 1 table