Фазово-полевая модель роста и растворения стехиометрической фазы в бинарном растворе
Коробейников С.А.
1,2, Лебедев В.Г.
2, Ладьянов В.И.
21Удмуртский государственный университет, Ижевск, Россия
2Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Ижевск, Россия
Email: sa.korobeynikov@yandex.ru
Поступила в редакцию: 4 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 1 июля 2024 г.
Принята к печати: 2 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 20 сентября 2024 г.
Рассмотрен фазово-полевой подход описания роста и растворения фазы постоянного состава в бинарном растворе. Релаксационные уравнения для фазового поля и примеси в фазе переменного состава, учитывающие термодинамическую особенность компаундов, получены из условия неубывания энергии Гиббса. Показано, что уравнения, следующие из принципов неравновесной термодинамики и закона сохранения вещества в объеме, предполагают существование двух механизмов роста и растворения стехиометрий. Модель позволяет использовать произвольную бинарную систему со стехиометриями, для определенности, в рамках ее верификации использована бинарная система Si-Ti, описываемая экспериментально рассчитанными энергиями Гиббса фаз. Проведено одномерное численное моделирование процесса фазового перехода при различных начальных условиях, которое показывает качественное согласие с ожидаемым поведением процессов плавления-затвердевания. Ключевые слова: бинарный раствор, энергия Гиббса, плавление, затвердевание, фазовый переход.
- В.В. Мыльников, А.И. Пронин, М.В. Мыльникова, Е.А. Романова, Д.И. Шетулов. ЖТФ, 93 (1), 29 (2023). DOI: 10.21883/jtf.2023.01.54060.218-22 [V.V. Myl'nikov, A.I. Pronin, M.V. Myl'nikova, E.A. Romanova. Tech. Phys., 68 (1), 26 (2023). DOI: 10.21883/TP.2023.01.55436.218-22]
- D.M. Herlach, P.K. Galenko, D. Holland-Moritz. Metastable Solids from Undercooled Melts (Elsevier, Amsterdam, 2007)
- R. Naraghi, M. Selleby, J. Angstrem gren. Calphad, 46, 148 (2014). DOI: 10.1016/j.calphad.2014.03.004
- Y. Zheng, F. Wang, C. Li, J. Cheng, Y. Li. Mater. Sci. Engineer. A, 715, 194 (2018). DOI: 10.1016/j.msea.2018.01.001
- J.E. Spinelli, M.V. Cante, N. Cheung, N. Mangelinck-Noel, A. Garcia. Mater. Sci. Forum, 636--637, 465 (2010). DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.636-637.465
- A. Roy, A. Luktuke, N. Chawla, K. Ankit. J. Electronic Mater., 51 (7), 4063 (2022). DOI: 10.1007/s11664-022-09643-2
- A. Kunwar, J. Hektor, S. Nomoto, Y.A. Coutinho, N. Moelans. Intern. J. Mechan. Sci., 184, 105843 (2020). DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2020.105843
- В.И. Ладьянов, С.Г. Меньшикова, А.Л. Бельтюков, В.В. Маслов. Изв. РАН. Сер. физическая, 74 (8), 1226 (2010). [V.I. Lad'yanov, S.G. Men'shikova, A.L. Bel'tyukov, B.B. Maslov. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 74, 1176 (2010). DOI: 10.3103/S1062873810080423]
- LVMFlowCV | NovaFlow \& SolidCV. --- URL: https://lvmflow.ru/ (дата обр. 07.03.2024)
- M. Hillert. Phase Equilibria. Phase Diagrams and Phase Transformations (Cambridge University Press, NY., 2008)
- S.Y. Hu, J. Murray, H. Weiland, Z.K. Liu, L.Q. Chen. Calphad, 31 (2), 303 (2007). DOI: 10.1016/j.calphad.2006.08.005
- H. Miura. Phys. Rev. E, 98, 023311 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevE.98.023311
- В.Г. Лебедев. Письма в ЖЭТФ, 115 (4), 256 (2022). DOI: 10.31857/S1234567822040085 [V.G. Lebedev. JETF Lett., 115 (4), 226 (2022). DOI: 10.1134/S0021364022040075]
- D. Kessler. J. of Crystal Growth, 224 (1-2), 175 (2001). DOI: 10.1016/S0022-0248(01)00814-4
- Д. Жоу, Х. Касас-Баскес, Д. Лебон. Расширенная необратимая термодинамика ( Регулярная и хаотическая динамика; Институт компьютерных исследований, Москва-Ижевск, 2006) [Пер. с англ.: D. Jou, J. Casas-Vazquez, G. Lebon Extended Irreversible Thermodynamics (Springer, NY., 2010)]
- A.A. Wheeler, W.J. Boettinger, G.B. McFadden. Phys. Rev. A, 45 (10), 7424 (1992). DOI: 10.1103/PhysRevA.45.7424
- I. Ansara. Definition of Thermochemical and Thermophysical Properties to Provide a Database for the Development of New Light Alloys: COST 507. Vol. 2: Thermochemical Database for Light Metal Alloys (Publ. of the Europ. Communities, Luxembourg, 1998)
- C.S. Nguyen, K. Ohno, T. Maeda, K. Kunitomo. ISIJ International, 57 (9), 1491, (2017). DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2017-054
- P. Gustafson. Scandinavian J. Metallurgy, 14, 159, (1985)
- D. Goldberg, G.R. Belton. Metall Trans, 5 (7), 1643, (1974). DOI: 10.1007/BF02646337
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.