晶体相场模型及其在材料微结构演化中的应用

随着计算机技术的快速发展,计算机模拟实验在材料科学中的作用越来越突出。计算机数值模拟技术已经和实验观测、理论模型分析并称为20世纪以来的三大科学研究方法。本文首先简要地从空间特征分辨尺度和时间特征尺度比较了几种重要的计算模拟方法——分子动力学(MD)、传统相场方法(TPF)和晶体相场(PFC)方法的各自适应的特征尺度范围和特点。在模拟纳观尺度的材料微结构演化,PFC在特征时间尺度上更具优势。其次,介绍了PFC模型,及其建立的物理基础和数学基础,以及该方法的特色优势。同时,介绍该PFC模型的拓展与推广,包括二元和多元体系、气-液-固三相体系、双模和多模体系的PFC模型,以及求解PFC模型的动力学方程数值计算的关键技术与主要步骤。再次,结合作者在材料微结构演化方面的研究,着重介绍PFC模型的几个重要方面的应用例子,包括材料纳观缺陷结构演化、凝固的枝晶生长和晶体外延生长、高温预熔化变形和动态回复、纳观尺度的裂纹扩展与分叉、无序-有序金属玻璃转变、石墨烯的缺陷结构、金属互联线电迁移空洞、多铁复合材料的畴结构、金属泡沫结构的生成等。最后,总结并指出PFC模型的拓展方向与今后应用的重点方面和新领域。     

俞中县供热计量收费案例分析

一、榆中县供热计量收费概况 1．榆中县供热计量收费概况 兰州市榆中县位于甘肃省中部，采暖期150天。2011年6月，榆中县被财政部、住建部列为国家“节能暖房”工程重点县。     

二维晶粒短长程拓扑相关性的相场法研究

采用相场法研究了二维晶粒的拓扑特性。对105363个晶粒的边数、面积分布和短长程拓扑相关性进行定量表征。结果表明,晶粒边数分布为对数正态分布;晶粒的边数与晶粒面积呈正相关;中心晶粒与近邻晶粒的短程拓扑相关性较强,而与长程拓扑相关性较弱。     

榆中县“节能暖房”工程改造采用合同能源管理

近年来,榆中县委、县政府高度重视节能减排工作,不断加大工作力度,努力实现科学发展观,全力打造资源节约型社会.在既有建筑供热计量及节能改造方面,榆中县在住房和城乡建设部和省、市建设行政主管部门的关心支持下,积极摸索经验,攻坚破难,克服体制、资金短缺等不利因素,加强技术创新力度,提高供热效率,改善居住环境舒适度,促进建筑节能技术的推广应用.初步建立了适应本地实际的供热改造和资金筹措方式,取得了较为显著的经济、环境和社会效益,实现了建筑节能改造和多元化融资的重点突破,赢得了人民群众的拥护和支持,并形成示范带动效应.     

对SA8000的多重视角

最近一个时期，SA8000的字眼频繁出现在各种传媒上。“美国将把SA8000的大棒挥向中国”。“要警惕欧美发达国家以SA8000构筑对中国的贸易壁垒”。“要防止SA8000这口新的陷阱”，“如果欧美启动SA8000机制，对我国劳动密集型产业的出口企业的打击将是毁灭性     

生物滤池除臭工艺在污泥发酵工程中的应用

生活污泥发酵(堆肥)是一种有效的污泥减量化资源化途径,但污泥发酵过程中产生的臭气也带来严重的环境问题。本文通过介绍污泥发酵臭气的产生以及生物滤池除臭的机理,结合生活污泥发酵工程的除臭案例,说明应用生物滤池除臭工艺能够有效处理污泥发酵工程产生的恶臭。     

变形合金的亚晶组织演化的相场模型

将多态相场(MSPF)模型与品格畸变模型结合,根据合金的储存能分布,应用于亚晶组织的演化研究.通过构造变形晶粒的初始亚晶组织,计算模拟再结晶过程中亚晶通过合并与吞噬机制进行长大的微观演化过程,系统研究了变形量对亚晶尺寸分布和亚晶长大速率的影响.结果表明,在储存能较高的区域(如晶界附近处),亚晶较细小,分布较密集;再结晶过程中,亚晶密度高的区域最先出现亚晶合并和吞噬现象,并通过该机制使再结晶晶粒形核和长大;而在变形晶粒内部,亚晶分布较均匀且数量密度低,尺寸较大,亚晶合并长大的速率较慢.再结晶晶粒尺寸权重概率分布表明,变形量大的合金,晶粒尺寸较快地变大,完成再结晶的时间较短,而变形量较小的合金,晶粒尺寸变化较慢,再结晶完成的时间较长.亚晶组织演化的模拟结果与实验结果相符.     

相场方法模拟AZ31镁合金的静态再结晶过程

为了获得合金静态再结晶前的变形晶粒组织,应用网格畸变模型与相场模型结合,生成变形合金再结晶前的初始晶粒组织;针对合金不同变形区域的特征和体系储存能分布不均匀的特点,分别引入反映不同变形区域的储存能分布的权重因子和变形区域的特征状态因子,构造多状态的非均匀自由能密度函数.在此基础上,应用相场动力学方程模拟了AZ31镁合金的静态再结晶过程的微结构演化,系统地分析了再结晶转变动力学曲线和Avrami曲线,以及储存能释放规律和再结晶晶粒尺度分布.模拟得到的动力学规律符合JMAK理论,所得的Avrami曲线可近似看成一条直线,对应于真应变ε=0.25,0.50,0.75和1.00,该直线的平均斜率分别为2.45,2.35,2.19和2.15.Avrami时间指数随变形量的增加而降低.变形程度大的合金,储存能释放的速度快,完成静态再结晶所需的时间短.基于本文提出的模型,结合相场方法计算模拟所得的结果与已有的理论结果和实验结果符合良好.     

晶界位错发射与湮没过程的晶体相场模拟

采用晶体相场模型模拟位向差为7.70°的对称倾侧晶界位错在外加应力作用下的运动形式和演化过程;计算位错分离的激活能,并从能量变化角度分析位错运动过程中发生的分解、湮没和合并机制;分析该对称倾侧晶界在外力作用下晶界湮没过程不同特征阶段的差异。结果表明,晶界的湮没存在不同的特征阶段,主要阶段如下:位错的攀移,位错的分解与滑移,位错湮没;位错的再攀移与位错再分解、再湮没,或者出现了若干短暂的新阶段,如滑移位错与晶界上其他位错发生合并而被晶界吸收,或者滑移位错与另一滑移位错在晶内发生合并形成新位错组,或者滑移位错与另一滑移位错发生湮没消失。晶界上全位错的分解实质是产生了一对新的符号相反的柏氏矢量;分位错在晶界上的湮没或合并实质是分位错与晶界上的全位错形成的一对符号相反的柏氏矢量发生抵消;分位错与分位错在晶粒内部的湮没消失,其实质是2个分位错之间的2对符号完全相反的位错柏氏矢量相互抵消。