A phase-field model for multi-component and multi-phase systems

• Autorzy: Moelans N.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie modelu pól fazowych dla układów wielofazowych, wieloskładnikowych

• Konferencja: "Discussion Meeting on Thermodynamics of Alloys - TOFA 2008" (June 22-27, 2008; Kraków, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An alternative phase-field model is presented for the simulation of microstructure evolution in polycrystalline materials existing of multiple phases and components. The model is able to treat concurrently phase transformations, diffusion controlled coarsening (Ostwald ripening) and grain growth. The eąuilibrium phase fractions and compositions are introduced using appropriate thermodynamic Gibbs energy expressions. Furthermore, the model allows to specify the energy and mobility, and their anisotropy, for each interface individually and the diffusion properties of the different phases. Simulation results are discussed for the coarsening of a simplified Cu/Cu-Sn solder joint with Cu6Sn5-precipitates.

PL

Przedstawiono alternatywny model pól fazowych zastosowany do symulacji zmian mikrostruktury w materiałach polikrystalicznych w układach wielofazowych i wieloskładnikowych. Zaproponowany model uwzględnia jednocześnie przemiany fazowe oraz kontrolowany dyfuzyjnie rozrost ziaren (tzw. dojrzewanie Ostwalda). Przedstawiono i przedyskutowano wyniki uproszczonej symulacji przeprowadzonej dla połączenia lutownego Cu/Cu-Sn z wydzieleniem Cu6Sn5.

Słowa kluczowe

EN

microstructure; soldering; thermodynamic modeling; simulation; coarsening; metals

PL

mikrostruktura; lutowanie; modelowanie; symulacja; rozrost; metale

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 4
• Strony: 1149--1156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Moelans N.

• K.U.LEUVEN, DEPT. OF METALLURGY AND MATERIALS ENGINEERING, LEUVEN, BELGIUM

Bibliografia

• [1] L.-Q. Chen, Phase-field models for microstructure evo-lution, Annu. Rev. Mater. Res. 32, 113-140 (2002).
• [2] K. Thornton, J. Agren, P. W. Voorhees, Modelling the evolution of phase boundaries in solids at the meso- and nano-scales, Acta Mater. 51, 5675-5710 (2003).
• [3] N. Moelans, B. Blanpain, P Wollants, An introduction to phase field modeling of microstructure evolution, CALPHAD 32, 268-294 (2008).
• [4] N. Moelans, B. Blanpain, P. Wollants, Quantitative phase-field approach for simulating grain growth in anisotropic systems with arbitrary inclination and misorientation dependence, Phys. Rev. Lett. 101, 025502 (2008); Quantitative analysis of grain boundary properties in a generalized phase field model for grain growth in anisotropic systems, Phys. Rev. B, 78, 024113 (2008).
• [5] J. Tiaden, B. Neslle r, H. J. Diepers, I. Steinbach, The multiphase-field model with an in-tegrated concept for modelling solute diffusion, Physica D, 115, 73-86 (1998).
• [6] S. G. Kim, W. T. Kim, T. Suzuki, Phase-field model for binary alloys, Phys. Rev. E, 60, 7186-7196 (1999).
• [7] J. Eiken, B. Böttger, I. Steinbach, Multiphase-field approach for multicomponent alloys with extrapolation scheme for numerical application, Phys. Rev. E, 73, 066122 (2006).
• [8] S. G. Kim, A phase-field model with antitrapping cur-rent for multicomponent alloys with arbitrary thermody-namic properties, Acta Mater. 55, 4391-4399 (2007).
• [9] H. L. Lukas, S. G. Fries, B. Sundman, Computational thermodynamics: The Calphad Method, Cambridge 2007, ISBN 0-08-0421296.
• [10] SGTE (Scientific Group Thermodata Europe), http://www.sgte.org/