该工作基于两位作者多年的研究积累,对经典热力学提出了创新性观点,将最常见的相场方程与热力学定律联系起来,明确了各类相场模型之间的关系,例举和展望了相场法与材料基因工程、机器学习相结合以及在铁电薄膜、高熵合金、石墨烯、增材制造、电池等领域中的应用等。
相场模拟和预测材料微结构/畴的时空演化及其对外部场响应,从而预测材料性能,已广泛应用于如晶粒生长、颗粒粗化、固态相变、铁电相变、畴形成、电化学过程及机械变形,如位错运动、孪晶和断裂等以及生物细胞、拓扑优化和图像处理中。该工作重点研究了相场方程的热力学基础,并指出其工程应用途径。
随着当前新兴相场模拟软件u-PRO、M-Pf等相继研发和投入使用,相场法在新型功能/结构材料设计、新型加工过程等工程模拟中日益具有明确应用前景。该研究提供了相当独特的观点,具有很高的学术价值、教学价值和工程应用参考价值。
文章链接:LQ Chen*, YH Zhao*, From Classical Thermodynamics to Phase-field Method. Progress in Materials Science,124 (2022) 1-34
