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chunyuzhu木蟲 (小有名氣)
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[交流]
【求助】Materials explorer可以模擬預測晶體生長的形貌嗎？ 已有5人參與
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請問各位高人，materials explorer 有沒有像materials studio或是Cerius一樣的功能可以模擬預測晶體生長的形貌。 比如說materials studio或是Cerius可以利用morphology模塊進行模擬晶體生長的形貌。 主要有BFDH method, attachment energy method, surface energy method. 在materials explorer有同樣或類似的功能可以進行計算嗎？ |
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金陵道士
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7樓2012-06-18 19:34:41
★ ★ ★
chunyuzhu(金幣+1):謝謝參與
chunyuzhu(金幣+1): 2010-09-10 21:33:24
lei0736(金幣+2):謝謝 2010-09-11 08:45:25
chunyuzhu(金幣+1):謝謝參與
chunyuzhu(金幣+1): 2010-09-10 21:33:24
lei0736(金幣+2):謝謝 2010-09-11 08:45:25
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這里有晶粒模擬的FORTRAN代碼，還有講解，我的百度積分不夠，誰能下下來？： http://wenku.baidu.com/view/6b5cf84e852458fb770b568d.html |
2樓2010-09-10 19:04:49
3樓2010-09-11 10:00:22
chunyuzhu(金幣+1): 2010-09-11 13:01:53
chunyuzhu(金幣+1):其實materials studion 和 cerius 中的morphology 模塊可以很清楚的達到我想做的，可惜這個軟件太貴，買不了。 2010-09-11 13:05:09
chunyuzhu(金幣+1):其實materials studion 和 cerius 中的morphology 模塊可以很清楚的達到我想做的，可惜這個軟件太貴，買不了。 2010-09-11 13:05:09
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我在網(wǎng)絡上搜索到的一個有關晶粒生長模型的發(fā)展過程： 晶粒生長模型 通常,晶粒生長現(xiàn)象分為兩種不同類型:正常晶粒生長和異常晶粒生長(也稱重結晶) 。正常晶粒生長表現(xiàn)為晶粒尺寸的一致增長,特點是歸一化晶粒尺寸F(r/R) 和拓撲分布函數(shù)P( Ne)不隨時間而改變。其中,r是晶粒半徑,R是平均晶粒半徑,Ne是晶粒邊數(shù)。此時生長有如下規(guī)律: r= K•tn (1) 或 Rm-Rm(t=0) = B•t (2) 其中,t為時間, K、B為常數(shù),生長指數(shù)n≤0.5。當時間很長,即t較大時,若Rm≥R0(R0為初始時晶粒半徑) ,式(1)、(2)是等效的且m = 1/ n。 異常晶粒生長是指在重結晶的顯微結構中,一些晶粒的尺寸迅速增加,最大尺寸的晶粒以比算術平均速率大得多的速率增長。生長描述為 X=1-exp[-g( t)] (3) 其中, X為二次重取向晶粒的面積分數(shù), g(t)為與時間有關的函數(shù)。通常g(t) = atp ,即修正方程: X = 1 - b•exp[-atp] (4) 其中, b、p為常數(shù),且目前大部分實測值p為1.8 ±0.3。 一般認為晶粒生長變化的直接原因是驅動力的改變。晶粒生長的驅動力主要來自總的晶界能的減少。但由于生長的復雜性,遷移率、表面能、以及薄膜和片材中的曲率、應力等因素也將引起附加驅動力,從而引起晶粒異常生長。 初始的MC模型 1980年，Anderson首次提出一個新型的MC程序，將其應用于二維的晶粒長大動力學模擬。將微觀結構映射到一個離散的網(wǎng)格上，每一個網(wǎng)格賦給一個從1到Q的值，表明該點的晶粒取向。晶粒的原始分布取向是隨機選取的，與晶體學取向不相同，系統(tǒng)進化減少了最近鄰格點的對偶。微觀結構的暫時進化遵從晶粒尺寸和形狀對時間的依賴性，微觀結構的產生與肥皂泡試驗相一致。然后根據(jù)晶粒生長的動力學方程進行模擬。 MC法模擬晶粒生長過程的研究進展： 自20世紀40年代中期，由于科學技術的發(fā)展和電子計算機的發(fā)明，MC法作為一種獨立的方法被提出來，并且在核武器的研制中首先得到了應用。直到80年代初由美國EXXON研究組開發(fā)出二維算法后，很快引起重視并應用于再結晶、多晶材料的晶粒長大、有序-無序疇轉變等多種金屬學和物理學仿真過程。 1983年，Anderson提出一個新型的MC程序，將其應用于二維的晶粒長大動力學模擬，后來又將MC法應用于模擬晶粒生長的尺寸分布、拓撲學和局部動力學的研究。 1992年，Anderson使用MC基本方法結合晶粒間的相互作用能，模擬晶粒邊界能量和點缺陷濃度的最小值來驅動的微觀結構的進化，模擬結果與試驗值復合很好。 此后，MC法在材料領域中得到了迅速的發(fā)展。1994年，Paillard等人應用MC技術在二維網(wǎng)格上模擬鐵硅合金的正常和異常晶粒的生長。在模擬中，他們提出不同結晶傾向的兩個晶粒之間存在能量變化和不同的邊界遷移率，總結出MC法模擬晶粒長大可能性。同年，Radhakrishnan和Zacharia提出了一個修正的MC算法，該算法考慮了MC模擬時間和真實時間的線性關系，得出了兩個修正的模型，模擬出了晶粒長大的動力學曲線。1995年，他們使用修正的MC模型研究了焊接熱影響區(qū)晶粒邊界的釘扎作用，并獲得了晶粒尺寸、MC模擬時間步和真實參數(shù)之間的關系。 1995年，Gao等人提出了焊接熱影響區(qū)晶粒長大的3個模型，使MC模擬能夠應用于整個焊接過程中。 1999年，S Jahanian等人利用晶粒邊界遷移的方法，對0.5Mo-Cr-V焊接熱影響區(qū)晶粒長大進行模擬，主要模擬了距融合線120μm處晶粒長大的動力學和晶粒結構。所使用的MC算法形成了進一步研究焊接熱影響區(qū)晶粒尺寸生長模擬的研究基礎。 同樣，國內學者對晶粒長大的各種過程也有了不少的研究。1994年，陳禮清等利用平面三角形點陣及MC方法模擬二維多晶體晶粒的長大規(guī)律。鐘曉征等以MC方法為基礎，使用改進的A-Statepotts算法，對多晶材料的正常和異常晶粒長大過程進行可視化模擬，并對正常晶粒生長形貌演化也進行了可視化研究。 宋曉艷等利用三維技術模擬了較完整的單晶材料正常晶粒長大的過程，獲得了晶粒長大動力學和拓撲學的全面信息，逼真地再現(xiàn)了晶粒長大過程，是二維模擬難以比擬的。但是由于焊接熱影響區(qū)存在溫度的梯度的急劇變化，影響了動力學模擬的準確性。 MC方法的基本原理及思想：當所要求的問題是某種事件出現(xiàn)的概率，或者是某個隨機變量的期望值時，它們可以通過某種“試驗”的方法，得到這種事件出現(xiàn)的頻率，或者這個隨機變數(shù)的平均值，并用它們作為問題的解。MC方法通過抓住事物運動的幾何數(shù)量和幾何特征，利用數(shù)學方法來加以模擬，即進行一種數(shù)字模擬試驗。它是以一個概率模型為基礎，按照這個模型所描繪的過程，將模擬試驗的結果作為問題的近似解�？梢园袽C解題歸結為3個主要步驟：構造或描述概率過程；實現(xiàn)從已知概率分布抽樣；建立各種估計量。 MC方法屬于實驗數(shù)學的分枝。它是根據(jù)待求問題的變化規(guī)律，人為地構造出一個合適的概率模型，依照該模型進行大量的統(tǒng)計試驗，它的某些統(tǒng)計參量，正好是待求問題的解。這種計算方法通過計算機很容易實現(xiàn)。 MC法沒有分子動力學中的迭代問題，也沒有數(shù)值不穩(wěn)定的情況，收斂性可以得到保證，即在N→∞（N為粒子數(shù)）時，收斂到解，但是否收斂到解要由所取模型的正確性決定。MC法的收斂速度與問題的維數(shù)無關，這是它的優(yōu)點，它的另一個優(yōu)點是其誤差容易確定。而且，MC法的計算量沒有分子動力學那樣大，所需機時少。 MC方法適用于研究材料中的隨機過程及現(xiàn)象，主要應用于模擬薄膜生長、晶粒長大、擴散、相變、缺陷行為、碰撞、燒結和滲流等過程。對于這方面的工作，相關研究很多。所用的MC法主要是以Ising、Q-StatePotts等模型為基礎演化而來的。該方法將多晶材料分為小的體積單元;將每個體積單元當作一個小單晶，與取向數(shù)字相對應;在兩個小單晶間賦予能量;通過使系統(tǒng)總能量最小化來完成結構演化模擬。 [ Last edited by zyj8119 on 2010-9-11 at 11:52 ] |
4樓2010-09-11 11:50:35
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