相场晶体模型中块体晶相和液相的热力学关系
材料科学
2015-02-09 v1 软凝聚态物质
摘要
我们提出了相场晶体（PFC）模型的自由能与静水压力下块体相热力学状态变量之间的热力学关系。该关系是基于 Larch\'e 和 Cahn [Larch\'e and Cahn, Acta Metallurgica, Vol. 21, 1051 (1973)] 提出的晶体固体热力学形式体系推导得出的。我们应用该关系来考察与改变 PFC 模型输入参数相关的热力学过程：温度、晶格间距以及 PFC 序参量的平均值 。将块体晶相固相和液相之间的平衡条件施加于 PFC 模型的热力学关系上，从而获得确定固 - 液相共存的过程。发现所得过程与 PFC 社区常用的方法一致，证明了在 PFC 模型中使用公切线构造法确定固 - 液相共存的合理性。最后，我们将该过程应用于已针对体心立方（）Fe 参数化的八阶拟合（EOF）PFC 模型 [Jaatinen et al., Physical Review E 80, 031602 (2009)]，以演示该过程并建立关于 PFC 输入参数的物理直觉。我们证明 EOF-PFC 模型参数化无法预测具有正空位密度的稳定 结构。这一结果表明需要对 PFC 模型进行替代参数化，这就要求双体直接关联函数的主峰位置随 的变化而发生移动。
引用
@article{arxiv.1502.01982,
title = {Thermodynamic Relationships for Bulk Crystalline and Liquid Phases in the Phase-Field Crystal Model},
author = {Victor W. L. Chan and Nirand Pisutha-Arnond and Katsuyo Thornton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.01982},
year = {2015}
}