Avrami exponent under transient and heterogeneous nucleation transformation conditions
等温转变动力学的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami模型在特定的假设条件下是通用的。然而，实验Avrami指数偏离了普遍值。在这种情况下，我们研究了瞬态异质成核的Avrami指数的散装材料，也为转换导致纳米结构材料的效果。假设所有转换都是多态的。一个离散版本的KJMA模型修改为这个目的。在不同条件下的转换标度关系的报告。
2010-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Test of the Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami picture of metastable decay in a model with microscopic dynamics
Sekimoto将一阶相变系统序参量随时间演化的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami（KJMA）理论推广到两点关联函数的水平。在这里，这个扩展的KJMA理论被应用到一个动力伊辛晶格气体模型，其中的基本动力学过程作用于微观长度和时间尺度。理论框架是用来分析数据从广泛的蒙特卡罗模拟。该理论本质上是一个介观连续图像，原则上它需要一个大的分离之间的微观尺度和介观尺度的演变两相结构的特点。然而，我们发现在一个大参数制度的模拟非常好的定量协议，延伸到强场（大的过饱和）和相应的小成核障碍显着。原始的KJMA理论允许直接测量亚稳相的序参量，并且使用对关联函数的扩展，也可以分别测量亚稳相和稳定相区域之间的卷积界面的成核速率和平均速度。所有这三个量的值得到了其他理论和计算方法的验证。由于这些量在相变过程中通常难以直接测量，因此使用扩展的KJMA理论进行数据分析可以提供有用的实验替代方案。
1998-11-25 chao-dyn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Direct numerical simulation of homogeneous nucleation and growth in a phase-field model using cell dynamics method
采用胞元动力学方法对最简单的二维相场模型中的均匀形核和生长过程进行了数值研究。从成核到生长的整个过程进行了模拟，并显示密切遵循Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami（KJMA）的相变的情况。新稳定相的体积分数随时间的变化符合KJMA公式。通过拟合KJMA公式直接模拟数据，不仅Avrami指数，但成核速率的大小，特别是，孵化时间的定量研究。修正的Avrami图也被用来验证导出的KJMA参数。发现Avrami指数接近理想理论值m=3。成核速率的温度依赖性遵循经典成核理论所预期的激活型行为。另一方面，孵育时间的温度依赖性不遵循指数激活型行为。相反，温育时间与根据Shneidman和Weinberg的理论[J. Non-Cryst. Solids { \bf 160}，89（1993）]预测的温度成反比。此外，还讨论了在仿真中限制热噪声以推导正确的Avrami指数的必要性.
2008-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Kinetic Monte Carlo simulations of electrodeposition: Crossover from continuous to instantaneous homogeneous nucleation within Avrami's law
利用动力学蒙特卡罗模拟研究了吸附质横向扩散对具有最近邻吸引相互作用的二维Ising格子气一级相变动力学的影响.例如，电化学欠电位沉积通过这种机制进行。与真空表面科学中的吸附的一个主要区别是，在电极电位的控制下，在没有质量传输限制的情况下，近似建立局部吸附平衡。我们分析了我们的结果，使用Kolmogorov，Johnson和Mehl，和Avrami（KJMA）的理论，我们扩展到指数衰减的成核率。这种衰减可能是由于在存在横向吸附物扩散的情况下抑制现有簇周围的成核而发生的。关联函数证明了这种禁区的存在。通过与成核速率I和生长团簇界面速度v的微观结果进行比较，我们可以证明KJMA理论给出的Iv^2的数量级是正确的。即使忽略了扩散所介导的空间相关性，这也是正确的。衰减的成核速率导致从连续成核到瞬时成核的逐渐交叉，当成核速率的衰减在相变的时间尺度上非常快时，这是完全的。因此，瞬时成核可以是均匀的，在两点关联函数中产生负最小值。本文还提出了一种求解具有吸附/脱附和侧向扩散的正方形格子气的n重蒙特卡罗算法。
2006-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Fokker-Planck equation for the particle size distribution function in KJMA transformations
本文推导了描述KJMA（Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami）变换下颗粒尺寸概率密度函数（PDF）随时间演化的Fokker-Planck（FP）方程。经典的情况下，具有恒定速率的成核和生长，在3D空间中的转换，已被认为是。方程的积分表明，PDF是由KJMA理论给出的具有时间依赖平均尺寸的单参数Gamma分布的叠加给出的。FP解的渐近行为证明了Pineda等人[E. Pineda，P. Bruna，D. Crespo，Phys.Rev.E70（2004）066119]，根据该方法，同时形成的核的集合是伽马分布的，其中参数取决于核出生时间。恒定的成核和生长速率的转变的计算机模拟，不表明PDF的时间演化，在体积域中，是在良好的协议与约翰逊-梅尔PDF。基于FP方程的方法提供了表现出这种行为的粒度PDF。
2023-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Modelling crystallization: When the normal growth velocity depends on the supersaturation
该研究针对过饱和度不维持的结晶场景，结合守恒约束与动力学定律推导转变速率通用方程，完成多维度多生长级数的积分，关联JMAK模型并开展拟合与二维验证。
2023-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Eliminating overgrowth effects in Poisson spatial process through the correlation among actual nuclei
已经表明，相变动力学的KJMA（Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami）解可以设置为相关成核问题[Phys.Rev.B65，172301（2002）]。在本文中的标准溶液和方法，利用实际的成核率，即考虑到核和/或晶粒之间的空间相关性之间的等效性，是通过直接计算的情况下的线性增长和恒定的成核率。因此，KJMA理论的内在限制，由于幻影过度生长的现象，在最后，克服。这意味着，由于这种新的方法，它是可能的，例如，描述由扩散控制的相变。
2003-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Crystal nucleation and cluster-growth kinetics in a model glass under shear
采用非平衡分子动力学模拟研究了在一定温度范围内，外加剪切应变诱导的模型金属玻璃晶体成核和生长过程。我们观察到，成核生长过程发生后，一个短暂的，诱导制度。从平均首次通过时间分析确定与此诱导期相关的临界簇大小和滞后时间。描述团簇生长过程的法律作为温度和应变速率的函数进行了研究。的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami方案的框架内开发的结晶动力学，包括成核和簇生长的时间依赖性的理论模型，并与分子动力学数据进行比较。团簇生长规律和结晶动力学的缩放也提出和测试。观察到的形核率被发现显示非单调应变率依赖性。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Numerical model of solid phase transformations governed by nucleation and growth. Microstructure development during isothermal crystallization
本文提出了一个简单的数值模型，计算了随机分布形核和各向同性生长的结晶动力学。该模型可以应用于不同的热历史，没有限制的时间和温度的成核和生长速率的依赖关系。我们还开发了一种算法，评估相应的新兴的粒度分布。该算法易于实现，特别灵活，使其能够模拟几个实验条件。它的简单性和最低的计算机要求允许高精度的二维和三维生长模拟。该算法被应用于探索几个形核制度的等温处理过程中的晶粒形态发展。特别是，热成核，预先存在的核和这两种成核机制的组合进行了分析。对于前两种情况，得到了普遍的晶粒尺寸分布。该模型的高精度是从它的分析预测比较。最后，Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami模型的有效性进行了验证的所有情况下研究。
2008-11-14 cond-mat.mtrl-sci
On the Effect of Nucleation Undercooling on Phase Transformation Kinetics
我们进行了广泛的比较之间的Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov（JMAK）理论的一级相变动力学和相场（PF）的结果的基准问题的成核。为了解决这个问题的随机性，进行了数百次模拟，以建立PF和JMAK转化动力学之间的一致性和差异的全面的，有意义的分析。我们发现，PF的预测是在很好的协议与经典的成核理论和JMAK理论，只要后者的原始假设是适当的再现-特别是在一个无限域中的恒定的成核和生长速率。当偏离这些假设时，PF结果与JMAK理论不一致。特别是，我们观察到，相对于临界成核半径$r^*$的初始颗粒半径$r_0$的大小对转化率有显着的影响。当$r_0$充分高于$r^*$时，PF和JMAK一致，但在达到稳定增长速度之前，颗粒的初始瞬态增长阶段的持续时间随$r_0/r^*\to 1$而增加。该孵育时间对整体动力学具有显著影响，例如对多粒子模拟的Avrami指数。相比之下，对于所考虑的条件和参数，界面曲率对转化动力学的影响-特别是颗粒撞击过程中出现的负曲率区域，存在于PF中但不存在于JMAK理论中-与$r_0/r^*$相比似乎是次要的。我们认为，严格的基准相场模型的随机过程（如成核）需要足够的统计数据，以进行严格的比较地面真理理论。在这些问题中，概率分布的分析显然比确定性方法更可取。
2022-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Scenarios of heterogeneous nucleation and growth studied by cell dynamics simulation
由于均匀成核的相变动力学长期以来一直使用经典的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami（KJMA）理论进行分析。然而，由于非均匀形核而引起的相变动力学尽管在技术上是至关重要的，但尚未得到系统的研究。本文采用唯象的含时Ginzburg-Landau（TDGL）型模型结合胞元动力学方法，从理论上系统地研究了非均匀形核动力学。在这项研究中，我们专注于相变的动力学时，材料被夹在两个支持基板。该模型是用来模拟相变存储介质的。由于均质和非均质成核可以同时发生，我们预测了一些情况下的相变，包括：非均质成核制度，非均质成核制度，和非均质-非均质共存制度。这些预测直接证实了使用TDGL模型的数值模拟。研究结果表明，KJMA公式在非均匀形核条件下的适用范围有限，但仍能反映相变过程中不同阶段的微观相变机制。
2007-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Kinetic analysis of phase transformations during continuous heating: Crystallization of glass-forming liquids
本文推导了连续加热下相变的JMAK速率方程，应用于玻璃形成液体结晶，经Fe80B20实验验证，并改进Kissinger方法以确定非阿伦尼乌斯生长速率，助力玻璃体系设计。
2025-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation kinetics in phase transformations with spatially correlated nuclei
本文提出基于相关函数的理论框架，分析渐进式成核中空间相关晶核的动力学，发现二维和三维生长会由RSA行为转向KJMA行为。
2025-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Time-evolution of grain size distributions in random nucleation and growth crystallization processes
我们研究了d维固体结晶过程中晶粒尺寸分布N（r，t）的时间依赖性。一个偏微分方程，包括一个源项的核和晶粒的生长规律解析求解任何尺寸d。我们讨论的随机成核和生长（RNG）的Kolmogorov-Avrami-Mehl-Johnson模型所描述的过程中获得的解决方案。成核和生长是建立在同一基础上的，这导致了两个有效速率的时间依赖性衰减。我们详细分析了模型参数、结晶过程的维数和时间如何影响分布的形状。计算结果表明，有效成核和有效生长速率的动力学起着至关重要的作用，在确定在完全结晶得到的分布的最终形式。我们证明，对于一类成核和生长速率，分布随时间演化为Bergmann和Bill [J. Cryst. Growth 310，3135（2008）]之前讨论的对数正态形式。我们还得到了有限的最大晶粒尺寸在任何时候的解析表达式。该理论可以描述各种RNG结晶过程中的薄膜和散装材料。对实验数据分析有用的表达式的晶粒尺寸分布和矩的基本和可测量的参数的模型。
2010-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theory of Crystallization versus Vitrification
本文提出Arrow-Potts模型结合统一理论，解释玻璃材料中结晶与玻璃化竞争导致的非单调TTT图，并通过普适指数公式准确预测结晶时间尺度。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
