金属学报  2008, Vol. 44 Issue (3): 281-286

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二元非均匀体系非线性动力学扩散模型的相关性

曹保胜 张志鹏 雷明凯

大连理工大学材料科学与工程学院表面工程研究室

CORRELATION OF THE NONLINEAR KINETICS DIFFUSION MODELS IN BINARY NONUNIFORM SYSTEM

CAO Baosheng; ZHANG Zhipeng; LEI Mingkai

School of Materials Science and Engineering; University of Science and Technology Beijing; Beijing 100083

曹保胜; 张志鹏; 雷明凯 . 二元非均匀体系非线性动力学扩散模型的相关性[J]. 金属学报, 2008, 44(3): 281-286 .
, , . CORRELATION OF THE NONLINEAR KINETICS DIFFUSION MODELS IN BINARY NONUNIFORM SYSTEM[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(3): 281-286 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(654 KB)   摘要: 研究了二元非均匀体系扩散的非线性动力学离散模型与Fick扩散定律和Cahn-Hilliard扩散方程的相关性。二元非均匀体系非线性动力学离散模型中，因原子的扩散系数与局部原子浓度强相关，扩散非对称性系数m’和有序能V是主要影响参数。采用非线性动力学离散模型和Cahn-Hilliard扩散方程分别计算了调制周期4.8 nm、9.6 nm和48 nm的Mo/V纳米多层薄膜的互扩散行为。Fick扩散定律和Cahn-Hilliard扩散方程等经典扩散定律和非线性动力学离散模型均可合理描述较大扩散尺度的扩散，随着扩散尺度的减小，经典扩散定律偏差逐渐增大，纳米尺度下的扩散需用非线性动力学离散模型描述。 关键词 ： 纳米扩散,  非线性动力学离散模型,  经典扩散定     Abstract：Correlation of the nonlinear kinetic discrete model for diffusion in binary nonuniform system and Fick’s laws and Cahn-Hilliard equation is discussed. The diffusion asymmetry coefficients m’ and the ordering energy V in the nonlinear kinetics discrete model are the main influencing factor due to the strong concentration dependence of the diffusion coefficient in the binary nonuniform system. The concentration profiles of Mo/V multilayers with modulation wavelength 4.8 nm, 9.6 nm and 48 nm were calculated by the nonlinear kinetic discrete model and Cahn-Hilliard equation. It is found that classical diffusion law of Fick’s laws and Cahn-Hilliard equation and the nonlinear kinetic discrete model are valid for description of diffusion for all diffusion scale, whereas error of classical diffusion Law increases gradually with decreasing of diffusion scale, only the nonlinear kinetic discrete model is valid for description of diffusion in nano scale. Key words： nano diffusion    nonlinear kinetics discrete model    classical diffusion Law 收稿日期: 2007-06-07      ZTFLH:  TB115   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 曹保胜 张志鹏 雷明凯 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2008/V44/I3/281 [1]Cahn J W,Hilliard J E.J Chem Phys,1958;28:258 [2]Cahn J W.Acta Metall,1961;9:795 [3]Philibert J.Atom Movements:Diffusion and Mass Trans- port in Solids.Paris,France:Les Editions des Physique, 1991 [4]Martin G,Benoist P.Scr Metall,1977;11:503 [5]Cook H E,Fontaine D D,Hilliard J E.Acta Metall,1969; 17:765 [6]Yamauchi H,Hilliard J E.Scr Metall,1972;6:909 [7]Martin G.Phys Rev,1990;41B:2279 [8]Erdelyi Z,Szabo I A,Beke D L.Phys Rev Lett,2002;89: 165901 [9]Erdelyi Z,Katona G L,Beke D L.Phys Rev,2004;69B: 113407 [10]Erdelyi Z,Beke D L,Nemes P,Langer G A.Philos Mag, 1999;79A:1757 [11]Beke D L,Erdelyi Z,Szabo I A,Cserhati C.J Metastable Nanocryst Mater,2004;19:107 [12]Yan X,Egami T,Marinero E E,Farrow R F C,Lee C H. J Mater Res,1992;7:1309 [13]Csik A,Beke D L,Langer G A,Erdelyi Z,Daroczi L, Kapta K,Kis-Varga M.Vacuum,2001;61:297 [14]Cook H E,Hilliard J E.J Appl Phys,1969;40:2191 [15]Prokes S M,Spaepen F.Appl Phys Lett,1985;47:234 [16]Wang W H,Bai H Y,Zhang M,Zhao J H,Zhang X Y, Wang W K.Phys Rev,1999;59 B:10811 [17]Aubertine D B,Mander M A,Ozguven N,Marshall A F, Mclntyre P C,Chu J O,Mooney P M.J Appl Phys,2002; 92:5027 [1] 张 林 李 蔚 刘永利 孙本哲 王佳庆. TiAl合金基体表面Ti薄膜在升温过程中结构变化的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2011, 47(8): 1080-1085. [2] 高英俊 张海林 金星 黄创高 罗志荣. 相场方法研究硬质颗粒钉扎的两相晶粒长大过程[J]. 金属学报, 2009, 45(10): 1190-1198. [3] 张林; 徐送宁; 张彩碚; 祁阳 . 熔融Cu55团簇在冷却过程中结构变化的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2008, 44(10): 1161-1166 . [4] 王振清; 周博; 梁文彦 . 形状记忆合金的本构关系[J]. 金属学报, 2007, 43(11): 1211-1220 . [5] 于靖; 许庆彦; 崔锴; 柳百成 . 基于一种改进CA模型的微观组织模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(7): 731-738 . [6] 陈会强; 杨志刚 . 立方晶体相界面位错的计算机模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(7): 710-712 . [7] 徐送宁; 张林; 张彩碚; 祁阳 . 纳米尺度铜团簇在升温过程中结构变化的分子动力学研究[J]. 金属学报, 2007, 43(4): 379-384 . [8] 李强; 马颖澈; 刘奎; 康秀红; 李殿中 . U--6%Nb二元合金凝固过程中显微组织与显微偏析的模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(2): 217-224 . [9] 高; 虹; 赵良举; 曾丹苓; 高丽娟 . 冷喷涂中Au团簇在金属表面沉积过程的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2006, 42(11): 1158-1164 . [10] 王晓峰; 赵九洲; 何杰; 王江涛 . Cu-13.5%Sn合金雾化液滴凝固过程模拟[J]. 金属学报, 2005, 41(9): 923-928 . [11] 王海龙; 王秀喜; 梁海弋 . 金属Cu体熔化与表面熔化行为的分子动力学模拟与分析[J]. 金属学报, 2005, 41(6): 568-572 . [12] 岳珠峰 . 平头压痕蠕变损伤实验的有限元模拟分析[J]. 金属学报, 2005, 41(1): 15-. [13] 张林; 张彩碚; 王元明; 王绍青 . 模拟位错斑图的元胞自动机与分子动力学模型[J]. 金属学报, 2004, 40(6): 599-. [14] 江志华; 王永欣; 陈铮 . Al--Li合金回归机制的计算机模拟[J]. 金属学报, 2004, 40(6): 616-. [15] 张邦文; 邓; 康; 雷作胜; 任忠鸣 . 连铸中间包中夹杂物聚合与去除的数学模型[J]. 金属学报, 2004, 40(6): 623-. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed