温度梯度下镍基合金沉淀相的转变行为研究(4)
目前，相场方法在模拟介观尺寸领域很受欢迎，随计算机的发展，相场模拟方法的应用范围在不断地扩大。对于凝固和固态相变过程，相场模型可应用于位错动力学、晶粒增长、电子迁移、固态烧结、裂纹扩展等方面。
1.3.1 相场法的特点
相场方法因其稳固的理论基础与普遍适用性广泛应用在材料科学的各个领域，，相场法与其它方法相比有很大的优势，其特点如下[17]：使用场变量可以模拟出任意的组织形态及复杂的微结构，包含单个区域或者晶粒的几何形状、区域或者晶粒的体积分数、空间分布、局部表面曲率及界面细节在内的任意一种复杂组织的几何形貌，例如马氏体相变、枝晶形态；通过同一个数学和物理模型可以模拟形核、长大、粗化这一相变过程，同时将与长程与短程相互作用相关联的热力学驱动力考虑在内，相场法可以用来研究内部场与外加场(如应变场、电场与磁场)对组织变化的影响；Cahn Hilliard扩散方程可以选择相关的物理场变量清楚简单地描述不同材料与不同变化过程中的长程扩散现象；相场法的尺寸、时间与温度的标度可由Cahn Hilliard扩散方程与Ginzburg Landau方程的半唯象常数来确定，从而达到和实验数据对比的结果。相场法是一种相对简单的方法，而且在二文和三文系统中的应用不会增加模型复杂性，但在较小的尺度上进行的模拟会受到限制。
1.3.2相场法模拟的步骤
使用相场法对材料的微观组织变化进行模拟，主要步骤为：
(1)选择适当的相场变量，构造适当的插值函数来研究材料的特定组织。
(2)根据选择的相场变量及描述相变过程的序参数场，由基本热力学与系统的对称性来构造整个体系的统一自由能函数。
(3)根据实验数据或者计算结果确定体系自由能函数的物性参数。
(4)根据能量守恒与质量守恒，建立序参数场的动力学控制演化方程。根据Ginzburg Landau动力学控制方程，建立非守恒序参量场的动力学控制方程。
(5)选择适当的初始条件及边界条件对应场动力学控制方程来进行数值求解。