凸形多面体个体晶粒的三维von Neumann准确方程

由晶粒长大过程的曲率驱动本质出发,以不同于MacPherson和Srolovitz的方法,推导出凸型多面体晶粒的三维von Neumann关系式,无任何其他形状假设及晶粒尺寸分布或拓扑分布要求.在应用于凸型多面体晶粒时,本文结果与MacPherson和Srolovitz给出的结果完全一致.对于凸型多面体晶粒,三维个体晶粒长大速率是晶粒平均切直径和晶粒棱总长度的函数,符合Kinderlehrer指出的n维体积的变化速率仅与胞的(n-2)维特征量有关的规律.

凸形晶粒的各向异性三维von Neumann方程研究

三维晶粒长大规律是材料科学研究的核心问题之一,本文通过考虑实际多晶组织中晶界能和晶界迁移率的不均匀性和各向异性因素对晶粒三晶棱处两面角大小的影响,借助经典体视学中晶粒界面积分平均曲率与平均切直径的关系,经推导得到了适合于凸形晶粒的一般性三维von Neumann方程,结果表明实际凸形晶粒的准确长大速率可以表示为晶粒的平均切直径、三晶棱总长度和三晶棱处两面角的函数.所得方程经过了Kelvin十四面体和5种规则多面体验证,对于三维von Neumann方程(Nature,2007,446:1053)进一步推广并应用于实际金属和陶瓷材料具有重要的意义.