NiTi形状记忆合金中Ni₄Ti₃共格沉淀相自催化生长效应的相场模拟

柯常波^1,2，曹姗姗²，马骁²，黄平¹，张新平²

1. 华南理工大学机械与汽车工程学院2. 华南理工大学材料与科学工程学院

摘 要：利用相场模型研究了Ni₄Ti₃沉淀相自催化效应的产生机制,基于体系各种能量的变化规律研究了自催化生长效应中合理的Ni₄Ti₃变体群的排列方式.模拟研究结果表明,在模拟最初的时间内,为缓解球形Ni₄Ti₃相与NiTi基体相形态上的不匹配,体系的化学自由能逐渐增大,弹性能和界面能逐渐减小;当Ni₄Ti₃相与NiTi基体相达到最佳匹配后,相变过程中化学自由能逐渐减小,弹性能和界面能逐渐增大;整个相变过程中体系向低能量态发展.同取向变体的梯形排列模式具有最大的优先性,其次是同取向变体的水平排列方式,再次是不同取向变体的边-面排列方式,最不具优先性的是同种变体的垂直排列模式.相场模拟结果深化并拓展了已有实验结论.

关键词：NiTi形状记忆合金;自催化效应;应力场;浓度场;相场法;