氧化锆中四方向单斜相变的相场模拟

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645413003832

氧化锆中由四方晶格到单斜晶格的同素变相变是通过马氏体孪生机制发生的，该机制显示出对温度、应力和温度的复杂依赖
环境。本文是关于相场模型的发展，它解释了控制马氏体转变的主要冶金机制。利用代表不同转换路径的非守恒序参量模拟了母相和产物相之间的对称约简和方向关系。考虑了非均匀和各向异性的弹性特性来确定合成弹性应力。在不同的初始条件和边界条件下，在有限元框架中求解了四方到单斜变换的控制方程。结果表明，不同的初始条件(如种子胚或随机)均不会改变弛豫期后的孪生模式或亲本相和产物相的最终体积分数。另一方面，施加不同的边界条件会导致完全不同的孪生模式和相体积分数。通过透射电子显微镜和原子力显微镜观察，该模型既能预测孪晶的“V”形形貌，也能预测具有“盖布理屋顶”模式的表面应力消除，这是四方向单斜转变的特征。