相变动力学模型的改进及其在非晶晶化过程中的应用

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1、摘要相变动力学描述的是相变过程中的特征量随时间或温度发生变化的关系，并广泛用于研究材料相变过程中的组织演化和工业材料成型参数的控制。尽管相变动力学已经发展得十分完善，但仍有发展的空间，特别是对于多相转变、扩散型相变以及等时转变，都还有很多不足或需要完善的地方。因而，继续深入研究相变动力学模型及其应用仍具有十分重要的意义。本文基于经典的Johnson—Mehl—Avrami—Kolmogorov(圳()模型，建立了等温混合形核动力学模型、多峰转变动力学模型以及等时转变动力学模型，并将其应用于Mg。5Cu：sY，。

2、非晶合金的晶化过程分析。‘等温混合形核动力学模型指出，在混合形核下，其经典的JMAK形式的动力学模型的动力学参数(Avrami指数／／，相变激活能p以及动力学常数D不再为常数，而是时问的变量，其变化关系取决于参数的选择。多峰转变动力学模型指出，在多峰转变中，各个峰都可分别用JMAI(模型描述，在单峰转变条件下，多峰转变模型退化为经典的JMAK模型。对等时转变动力学模型的研究表明，在常用的一个温度积分级数近似处理中实际上是发散的，这里对其进行了新的改进，通过数值分析证明，新的近似能够有更高的精度；据此建立的等时转

3、变模型具有与通常的等时动力学模型相似的形式，同时在较宽的相变温度区问下，通常的动力学模型可以由改进的动力学模型得到，但是在较窄的转变温度区间的相变中，改进的模型具有更高的精度。综合利用X一射线衍射、差热分析以及相变动力学模型对Mg。5Cu：5Y，。非晶态合金的等温以及等时晶化动力学过程的研究表明，该非晶态合金的晶化过程是由三个连续形核加上三维界面控制生长的动力学过程组合而成的。Mg。；Cu：。Y，。非晶合金的等温和等时晶化动力学结果表现出前后的一致性，从而在一定程度上反映出各个相变动力学模型的有效性和一致性。关

4、键词：多峰转变动力学，等温混合形核动力学，等时转变动力学，JMAK，非晶晶化。ABSTRACTPhasetransformationkineticsdescribingthevariationoftransformationfeaturesalongwithtimeortemperaturehasbeenwidelyadoptedtoinvestigatethemicrostructuralevolutionandtheoptimizationoftheactualprocessparameters．Thoug

5、hmuchcontributionhasbeenmade，itisstillnotenough，especiallyinfieldsofmulti—phasetransformation，diffusion—controlledtransformationandtheisochronaltransformation．Therefore，it’Smeaningfultofocusourattentiononsuchaclassicalandmoderntopic．Inthispaper,theisothermal

6、mixednucleationkinetics，themulti—peaktransformationkineticsandtheimprovedisochronalkineticswereproposedwithsimilarconsiderationsoftheclassicalJohnson-MeM—Awami-Kolmogorovmodel(JMaK)，andthemodelshavebeenadoptedtoinvestigatethecrystallizationprocessoftheamorph

7、ousM965Cu25Yi0alloy．．TheisothermalmixednucleationkineticsindicatesthattheparametersofitsJMAK—likeformalareIlolongerconstantsimultaneouslya,qtheclassicalJMAKmodelbutvarywithtimedeterminedbythechoosingofparameters．Themulti—peaktransformationkineticswhichiscons

8、istentwiththeclassicalJMAKmodelinsinglepeal(caseindicatesthatduringmulti—peaktransformationeachpeakCallbetreatedwithaJMAKcase．Acommonasymptoticexpansionfortheso-calledtemperatureintegralhasbeenp