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激活体积 与 激活能 & 自由体积

已有 538 次阅读 2021-4-19 11:17 |个人分类:分子动力学|系统分类:科研笔记

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    激活自由能的大小与形核的频率有关。同理,激活体积的大小也影响形核的频率。

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    在同一应力下,随着温度的升高,激活自由能急剧减小。

    激活体积:

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    激活体积随着应力的增加而减小,随着温度的增加而减少。

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    小的激活体积意味着,应力不能够再进一步有效地减少激活自由能

。然而,在激活位错形核中,温度有着重要的作用。随着应力的增加,在集体多重位错成核比洗牌辅助的单一位错成核在能量上更有利的应力下,激活体积急剧增加。位错形核过程变得与应力耦合,再一次的,激活自由能可有效地通过应力的增加而减少。由于强烈的应力依赖性,集体多位错的成核过程比洗牌辅助单位错的成核过程更“无热”。因此,洗牌过程对GBs位错成核能力的影响只能在模拟中发现。(在实验上做不到去除热的影响?)。洗牌辅助单位错成核的激活体积的温度依赖性随着温度的升高而降低(上图b中的斜率变化),与超细晶材料的实验一致。在本研究的成核过程中,部分位错从晶界处弯曲出来,这与超细晶粒铜的热激活机制相一致。

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      在这方面,活化体积(V*)优先在纳米压痕测量期间确定[82–85]。V*定义为激活过程中外部应力做功的度量。这相当于汉堡矢量(b)乘以热活化过程中位错扫出的面积,即所谓的“活化面积”(A*),即V* = bA* [86]。

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自由体积:




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