Nem-egyensúlyi morfológiák dinamikája = Dynamics of non-equilibrium morphologies

Gránásy, László and Börzsönyi, Tamás and Iglói, Ferenc and Pusztai, Tamás (2007) Nem-egyensúlyi morfológiák dinamikája = Dynamics of non-equilibrium morphologies. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 37323_ZJ1.pdf Download (1MB)

Abstract

Elméleti módszereket és számítógépes szimulációkat használtunk az elsőrendű fázisátalakulásokhoz kapcsolódó morfológiák képződési dinamikájának vizsgálatára. Ennek keretében sűrűség funkcionál- és fázismező modelleket dolgoztunk ki a túlhűtött egy- és többkomponensű folyadékokban, ill. oxidüvegekben történő homogén nukleáció leírására. A modellparaméterek rögzítése atomisztikus szimulációkból ill. kísérletekből származó felületi jellemzők segítségével történt. A nukleációs gát magasságára vonatkozó paraméter-mentes jóslataink jól egyeznek az atomisztikus szimulációkból ill. kísérletekből származó eredményekkel. Fázismező elméletet dolgoztunk ki az egyensúlytól távoli, binér polikristályos megszilárdulás modellezésére két- és három dimenzióban. Ennek segítségével olyan komplex, a csíraképződés és növekedés kölcsönhatásával kialakuló morfológiák képződését írtunk le elsőként, mint a rendezetlen dendrites, szferolitos, és kristálykéve alakzatoké. Alacsony dimenziós, különböző kémiai összetevőket tartalmazó rendszereket vizsgáltunk, ahol a részecskék diffúziós mozgást végeznek és közöttük kémiai reakciók jöhetnek létre (reakció-diffúzió modellek). A rendszerben lezajló nem-egyensúlyi fázisátalakulást a mintába befagyott rendezetlenség jelenlétében tanulmányoztuk renormálási csoport módszerrel és numerikus szimulációval. Megállapítottuk, hogy kellően erős rendezetlenség mellett az átalakulás egy ún. végtelenül rendezetlen fix-ponttal írható le. | We applied theoretical methods and computer simulations to investigate morphologies forming during first order transformations and their dynamics. Along these lines, density functional and phase field models have been developed for describing homogeneous crystal nucleation in undercooled one- and two component liquids, and oxide glasses. The model parameters have been fixed using interfacial properties from atomistic simulations or experiment. Our parameter free predictions for the height of the nucleation barrier are in a good agreement with results from atomistic simulations or experiment. We have worked out a phase field theory for modeling polycrystalline solidification in binary alloys far-from-equilibrium in two and three dimensions. Using this approach, we were able to describe the formation of complex morphologies appearing via interacting nucleation and growth, such as the disordered dendritic, spherulitic, and crystal sheaf structures. We have studied multi-component low dimensional systems in which the particles show diffusive motion and chemical reactions take place between them (reaction-diffusion problems). In the presence of quenched disorder we have investigated the properties of non-equilibrium phase transitions by renormalization group method and by numerical simulations. We have shown that for strong enough disorder the transition is controlled by a so called infinite disorder fixed point.

Actions (login required)

Edit Item