Isothermal Annealing Effects on $β$-Relaxations and Crystallization Behaviors in Amorphous GeTe
本文研究非晶GeTe等温退火对β弛豫和结晶的影响，发现退火抑制β弛豫并增强Peierls畸变，从而减缓结晶动力学，降低结晶随机性。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Non-isothermal model for the direct isotropic/smectic-A liquid crystalline transition
对直接各向同性/近晶A型液晶相变的高阶模型进行了扩展，考虑了热效应，包括各向异性热扩散和相序的潜热。多尺度多输运模拟的非等温模型进行了比较，等温模拟，表明所提出的模型扩展校正的标准Landau-de Gennes预测从恒定增长扩散限制增长，浅淬火/过冷条件下。非等温模拟，其中亚稳定的预排序前近晶-A的增长，也进行了新的非单调相变动力学观察。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Three Dimensional Non-Isothermal Ginzburg-Landau Phase-Field Model for Shape Memory Alloys
本文提出了一个宏观的三维非等温模型来描述记忆合金（SMA）的滞后现象和相变。该模型是相场型的，并基于金兹伯格-朗道理论。滞后和相变由动力学相演化方程使用标量序参量、动量和能量守恒定律以及应力、应变和微分形式的序参量之间的非线性耦合来控制。该模型的一个重要特征是，相变是由应力张量，而不是通常在文献中使用的转换应变张量。该模型考虑了奥氏体和马氏体相的不同属性的基础上的顺应性张量的序参量和应力的函数。SMA试样上的代表性数值模拟再现了文献中实验观察到的滞后行为。
2014-03-21 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
Long Term H-Release from Amorphous Carbon Evidenced by in Situ Raman Microscopy under Isothermal Heating
我们研究了在450，500和600 { \degree }C等温加热下，从等离子体沉积的氢化非晶碳膜的H释放的动力学，长时间长达几天，使用原位拉曼显微镜。分析了四个拉曼参数。它们允许识别不同的过程，例如碳网络重组和从sp3或sp2碳原子释放H以及相应的时间尺度。在500 { \degree }C下，100分钟内首先发生碳重组，伴随芳构化和sp3杂化的丧失。在所有研究温度下，最终组织相似。从sp3碳的完全H释放发生在约10小时的较长时间尺度上，而从sp2碳原子的H释放仅是部分的，甚至在几天之后。所有这些过程发生得更快，更高的初始H含量，在协议与已知的这些类型的薄膜的稳定性。这些动力学研究的定量分析提供了有价值的信息，通过确定的活化能的H释放的起源的微观过程。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Phase-field modeling of non-isothermal grain coalescence in the unconventional sintering techniques
建立了一个非等温的相场模型，用于研究烧结过程中晶粒的非等温聚结，并对非平衡、高温度梯度的放电等离子烧结、场辅助烧结和选择性激光烧结等非常规烧结技术的模拟具有潜在的应用价值。在模型中，采用序参量来描述体相和大气/孔隙区，以及晶体学取向。在熵分析的基础上，得到了自由能量密度随温度变化的表达式，其中包含了由温度和序参量变化引起的内能和与序参量相关的构型熵的贡献.利用表面能、晶界能和界面宽度的实验数据，确定了与温度相关的模型参数。从热力学热力学定律出发，导出了序参量的动力学方程和序参量耦合的传热方程。该模型是通过有限元方法数值实现的。两个相同颗粒的晶粒合并表明，非等温条件导致不对称的形态和弯曲的晶界，由于在现场的表面和晶界能量梯度引起的局部温度不均匀性。对两个不同颗粒和多个颗粒的非等温晶粒聚结的更多模拟呈现了晶粒收缩/生长、颈部生长和孔隙度的时间演化，证明了模型的能力和通用性。预计这项工作可以为非常规烧结技术的研究社区做出贡献，该技术可用于模拟非等温相关的微观结构特征。
2018-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Modification of the Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami rate equation for non-isothermal experiments and its analytical solution
Avrami模型描述了在空间随机成核假设下的相变动力学。在本文中，我们提供了一个准精确的解析解Avrami的模型时，在连续加热下发生的转变。这个解决方案已经获得了不同的活化能的成核和生长速率。所得到的关系也是所谓的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami转变速率方程的解。相应的非等温Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami转变速率方程与等温条件下得到的转变速率方程仅相差一个常数参数，该常数参数仅取决于成核与生长速率活化能之比。因此，一个小的修正，使我们能够扩展的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami转换速率方程的连续加热条件。
2008-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Three-dimensional non-isothermal phase-field modeling of microstructure evolution during selective laser sintering
预测选择性激光烧结（SLS）过程中的微观结构具有重要意义，它可以用有效的计算设计工具补充当前时间和成本昂贵的试错原理。然而，由于SLS过程中的复杂物理现象，模拟其微观结构演变仍然是一个巨大的挑战。本文采用三维有限元相场法对SLS单次扫描过程进行了模拟，揭示了SLS过程与显微组织的关系。我们使用了一个一致的非等温相场模型，包括各种物理（即部分熔化，孔隙结构的演变，扩散，晶界迁移，耦合传热），和粉末床和激光功率吸收的相互作用。初始粉层由离散元法生成。此外，我们在手稿中提出了一种新的算法模拟最小着色问题，并设法模拟一个系统的200粒颗粒跟踪使用低至8个非保守的序参量。所开发的模型被示出捕捉有趣的现象，这是无法访问的传统的等温模型。具体而言，应用该模型的不锈钢316 L粉末的SLS，我们确定的影响，激光功率和扫描速度的微观结构指标，包括孔隙率，表面形态，温度分布，晶粒几何形状，和致密化。我们进一步验证了孔隙率演化过程中的一阶动力学，并证明了所开发的模型在预测SLS过程中致密化因子与比能量输入的联系中的适用性。
2019-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Presence of Two Maxima in the Isothermal Free-Radical Polymerization Rate of Isobornyl Methacrylate Retarded by Oxygen
用差示扫描量热法（DSC）测定了过氧化苯甲酰（BPO）引发甲基丙烯酸异冰片酯（IBoMA）在80 ℃下的自由基聚合动力学。在接近0.80的最终转化率下，通过玻璃化阻止聚合。在氮气中的动力学可以拟合使用文献中报道的引发和传播速率常数，基于自由体积模型的平移扩散控制的终止速率常数的功能性，以及引发剂分解的效率因子，其在中高转化率范围内随转化率降低。氧的存在导致聚合速率的显著降低，当减小样品尺寸（增加表面积与体积比）时，这种效果增强。最初的发现是在等温聚合速率中存在两个最大值（双凝胶效应），这一事实通过在两个不同的DSC装置中复制经验并改变配方中引发剂的量来证实。在聚合速率的第一个最大值被解释为大分子自由基的扩散速率的减少，富氧的边界，在低转化率开始的效果。第二个最大值与氧在反应介质中的溶解度/扩散的降低有关，这是在高转化率下特别严重的现象。
2013-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A simple model for short-range ordering kinetics in multi-principal element alloys
本文提出一个简化的等温浓度波模型来估计多主元合金中短程有序形成的弛豫时间，该模型仅需迁移率和热力学参数，且与动力学蒙特卡洛模拟结果在五倍误差内一致，可用于指导加工条件设计。
2024-06-30 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
Computational study of non-isothermal slag eye formation and its effects on ladle refining
本文通过离散相模型耦合随机游走模型和FactSage热物性数据，模拟非等温钢包精炼中渣眼形成及其对流动、传质和脱硫动力学的影响，并与冷态模拟对比，避免了直接求解组分输运方程的高计算成本。
2023-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
One micron length scale controls kinetic stability of low energy glasses
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Rostock（罗斯托克大学）
该研究通过交流纳米量热法发现，低能吲哚美辛玻璃的转变时间随薄膜厚度变化，1微米为转变机制的分界尺度，揭示了控制其动力学稳定性的关键长度尺度。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mathematical Model of a Direct Methanol Fuel Cell
建立了直接甲醇燃料电池（DMFC）的一维等温模型。该模型解释了阳极处的多步甲醇氧化反应的动力学。模型中考虑了甲醇的扩散和渗透，并考虑了甲醇渗透引起的氧阴极混合电位。动力学和扩散参数估计通过比较模型的数据从25平方厘米的DMFC。这种半解析模型可以快速求解，因此适合于包含在实时系统级DMFC模拟中。
2020-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
