Вышедшие номера
Механизм перераспределения примеси между фазами переменного и постоянного составов
РНФ, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс), 25-22-20002
Лебедев В.Г. 1,2, Лебедева А.А. 1, Коробейников С.А. 1,3
1Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Ижевск, Россия
2Институт физики высоких давлений РАН, Москва, Россия
3Удмуртский государственный университет, Ижевск, Россия
Email: lvg@udsu.ru, alla.lebedeva.2014@gmail.com, sa.korobeynikov@yandex.ru
Поступила в редакцию: 18 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 18 декабря 2024 г.
Принята к печати: 19 января 2025 г.
Выставление онлайн: 21 апреля 2025 г.

Проблема с описанием перераспределения примеси на границе фаз переменного и постоянного состава связана с невозможностью термодинамического определения химических потенциалов для фазы постоянного состава как производной по концентрации примеси. Показано, что в качестве термодинамической силы для переноса примеси на границе фаз постоянного и переменного состава может быть выбрано отклонение химического потенциала фазы переменного состава от своего равновесного значения, определяемого общей касательной к энергиям Гиббса взаимодействующих фаз. Уравнения динамики фазового поля и перераспределения примеси получены из неравновесной термодинамики. Результаты численного моделирования показывают качественное соответствие ожидаемому поведению и представлены в виде графиков распределения концентрации и фазового поля. Ключевые слова: фазовые превращения, стехиометрические фазы, метод фазового поля.
  1. M. Hillert, Phase equilibia, phase equilibria, phase diagrams and phase transformations. Their thermodynamic basis, 2nd ed. (Cambridge University Press, Cambridge, 2008)
  2. Д. Херлах, П. Галенко, Д. Холланд-Мориц, Метастабильные материалы из переохлажденных расплавов, пер. с англ. Н.В. Худойкиной, под ред. П.К. Галенко (ИКИ, РХД, М.-Ижевск, 2010). [D. Herlach, P. Galenko, D. Holland-Moritz, Metastable solids from undercooled melts (Elsevier, Amsterdam, 2007)]
  3. J. Liu, X. Wang, A.P. Singh, H. Xu, F. Kong, F. Yang, Metals, 11, 2054 (2021). DOI: 10.3390/met11122054
  4. H. Miura, Phys. Rev. E, 98, 023311 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevE.98.023311
  5. N. Provatas, K. Elder, Phase-field methods in materials science and engineering (Wiley-VCH, Weinheim, 2010)
  6. http://cpddb.nims.go.jp/cpddb/periodic.htm
  7. С.Г. Меньшикова, И.Г. Ширинкина, И.Г. Бродова, В.В. Бражкин, Расплавы, N 1, 18 (2019). DOI: 10.1134/S0235010619010110 [S.G. Menshikova, I.G. Shirinkina, I.G. Brodova, V.V. Brazhkin, Russ. Metall., 2019, 135 (2019). DOI: 10.1134/S0036029519020150]
  8. В.Г. Лебедев, Письма в ЖЭТФ, 115 (4), 256 (2002). DOI: 10.31857/S1234567822040085 [V.G. Lebedev, JETP Lett., 115 (4), 226 (2022). DOI: 10.1134/S0021364022040075]
  9. M.S. Park, S.L. Gibbons, R. Arroyave, Acta Mater., 60, 6278 (2012). DOI: 10.1016/j.actamat.2012.07.063
  10. H. Miura, Materialia, 31, 101860 (2023). DOI: 10.1016/j.mtla.2023.101860
  11. С.А. Коробейников, В.Г. Лебедев, В.И. Ладьянов, ЖТФ, 94 (10), 1622 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.10.58853.110-24 [S.A. Korobeynikov, V.G. Lebedev, V.I. Ladyanov, Tech. Phys., 69 (10), 1500 (2024)]. DOI: 10.61011/TP.2024.10.59352.110-24]
  12. C.P. Royall, F. Turci, T. Speck, J. Chem. Phys., 153, 090901 (2020). DOI: 10.1063/5.0006998