第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 沉淀动力学理论 1
1.2.1 非匀相转变 1
1.2.2 匀相转变 6
1.2.3 统一理论 8
1.2.4 沉淀相形貌 9
1.3 沉淀动力学计算机模拟 9
1.3.1 材料微结构模拟尺度及方法概述 9
1.3.2 蒙特卡洛（MC）方法及对沉淀过程的模拟 10
1.3.3 分子动力学方法 12
1.3.4 相场法及对沉淀过程的模拟 12
1.3.5 二元Ni-Al合金沉淀过程研究进展 14
1.3.6 三元合金沉淀过程模拟研究进展 15
1.3.7 共格弹性应变能对沉淀过程的影响模拟研究现状 16
1.4 凝固动力学相场法模拟 17
1.4.1 熔体凝固过程相场模型的提出 17
1.4.2 朗道理论和金兹堡-朗道理论 18
1.4.3 凝固界面相场模型 21
第2章 合金沉淀过程动力学模型 25
2.1 引言 25
2.2 模型的基本假设 25
2.3 二元体系动力学模型 26
2.3.1 微观相场方程 26
2.3.2 微观Langevin方程 26
2.3.3 傅里叶空间中的微观Langevin方程 27
2.3.4 应用到F.c.c晶格 27
2.3.5 三维F.c.c晶格的二维投影动力学 28
2.3.6 热起伏的产生 29
2.3.7 微扩散方程与连续扩散方程的关系 29
2.4 三元体系动力学模型 31
2.4.1 三元体系微观相场扩散方程 31
2.4.2 傅里叶空间中的微观Langevin方程 32
2.4.3 平均场自由能 32
2.4.4 四近邻原子间相互作用近似 34
2.4.5 投影后的最终动力学方程 34
2.5 模型的特点 36
2.6 研究对象二元Ni-Al合金 37
2.7 研究对象三元Ni75AlxV25-x合金 38
2.8 编程思路 40
2.9 本章小结 40
第3章 二元Ni-Al合金γ′相早期沉淀机制 41
3.1 低浓度Ni-Al合金γ′相早期沉淀机制 41
3.1.1 引言 41
3.1.2 沉淀相γ′（Ni3Al）的有序结构 41
3.1.3 模拟结果 41
3.1.4 分析与讨论 48
3.2 高浓度Ni-Al合金γ′相早期沉淀机制 52
3.2.1 引言 52
3.2.2 模拟结果 53
3.2.3 分析与讨论 57
3.3 中间浓度Ni-Al合金γ′相早期沉淀机制 64
3.3.1 引言 64
3.3.2 模拟结果 64
3.3.3 分析与讨论 71
3.4 本章小结 75
第4章 三元Ni75Al2.5V22.5合金沉淀机制模拟 77
4.1 Ⅰ区Ni75Al2.5V22.5合金沉淀机制模拟 77
4.1.1 引言 77
4.1.2 模拟结果 77
4.1.3 分析与讨论 89
4.2 Ⅱ区Ni75Al2.5V22.5合金沉淀机制模拟 93
4.2.1 引言 93
4.2.2 模拟结果 93
4.2.3 分析与讨论 103
4.3 Ⅲ区Ni75Al2.5V22.5合金沉淀机制模拟 106
4.3.1 引言 106
4.3.2 模拟结果 106
4.3.3 分析与讨论 112
4.4 本章小结 719
第5章 共格弹性应变能对沉淀相形貌的影响 120
5.1 引言 120
5.2 微观弹性力学理论 120
5.3 微扩散方程和微观弹性力学理论的耦合 122
5.4 无量纲形式的动力学方程 123
5.5 研究对象模型合金简介 124
5.6 模拟结果 125
5.6.1 模拟点“a”（C0=12at.%,T*=0.12）合金的沉淀过程 125
5.6.2 模拟点“b”（C0=14at.%,T*=0.08）合金的沉淀过程 129
5.6.3 模拟点“c”（C0=50at.%,T*=0.08）合金的沉淀过程 130
5.7 模拟结果与实验结果的比较 135
5.8 本章小结 137
第6章 凝固过程枝晶生长相场法模拟 139
6.1 概述 139
6.2 相场法数值模型 139
6.2.1 界面模型 139
6.2.2 相场模型 141
6.2.3 纯物质相场模型 142
6.2.4 单相二元合金的相场模型 143
6.2.5 各向异性模型 144
6.2.6 噪声 147
6.3 相场模型的数值计算 147
6.3.1 初始条件和边界条件 147
6.3.2 空间离散 148
6.3.3 时间离散 149
6.3.4 差分方程的稳定性条件 151
6.3.5 程序流程图 152
6.4 铝合金枝晶生长模拟结果和分析 153
6.4.1 不加噪声的枝晶形貌 153
6.4.2 加噪声的枝晶形貌 155
6.4.3 初始晶核半径对枝晶生长的影响 155
6.4.4 空间步长对枝晶尖端半径和枝晶尖端生长速度的影响 156
6.4.5 各向异性系数对枝晶生长的影响 158
6.4.6 过冷度对枝晶生长的影响 160
6.5 宏观微观模拟相耦合方法的研究 162
6.5.1 宏微观耦合的插值方法 162
6.5.2 宏微观耦合模拟计算数值稳定性 164
6.6 本章小结 164
参考文献 166