ELFT HÍRADÓ

[Szeminárium koordinátor <szfi-seminar AT wigner.mta.hu>]

WIGNER SZFI Szeminárium

Polikristályos megszilárdulási formák és szemcsedurvulás leírása a fázismező elmélet keretében (PhD házivédés)

Korbuly Bálint
MTA Wigner FK SZFI

2018. április. 17, kedd, 10.00, KFKI Telephely, I. épület 1. emeleti Tanácsterem

A fázismező-elmélet rugalmas keretet biztosít a megszilárdulási jelenségek széles skálájának modellezésére. Közülük az orientációs mezőn alapuló fázismező (OFPF) elméleteket célzottan a polikristályos megszilárdulás leírására dolgozták ki. Nemrég megjelent egy új OFPF modell, amelyben szinguláris együttható csatolja az orientációs mezőt a folyadék-szilárd átalakulást leíró fázismezővel. Disszertációmban megmutattam, hogy ez a modell alkalmas olyan komplex polikristályos megszilárdulási jelenségek leírására, mint a nagyszámú dendrites kristály egymással versengő növekedése, ill. a szennyező szemcsék jelenlétében létrejövő szferolitok képződése.

A polikristályos mikroszerkezet kialakulásában fontos a megszilárdulást követő szemcsedurvulási folyamat, melynek során rövid tranziens időt követően a rendszer önhasonlóan fejlődik, és a redukált szemcseméreteloszlás egy határeloszláshoz tart. Az erre vonatkozó elméletek az irodalomban eltérő eredményekre vezetnek, többségük rosszul jósolja meg a kísérletekben tapasztalt határeloszlást. Az OFPF-modellekkel megmutattam, hogy e határeloszlás kritikusan érzékeny a kisszögű szemcsehatárok detektálására. Ez magyarázatot adhat az irodalomban található ellentmondásokra.

Az OFPF-modellek alapjául szolgáló orientációs mező ciklikus változó, rendparamétertere topológiailag nem egyszeresen összefüggő. Ezért a szemcsehatárok megoldásai nem mindig egyértelműek, és topológiai hibák jelenhetnek meg szemcsehatárokon és hármas határokon. Megmutattam, hogy ezen hibák blokkolhatják a szemcsehatárok görbület-vezérelt mozgását, így nagy skálájú szimulációk esetében is jelentősen befolyásolják a rendszer egészének viselkedését. Ezen probléma megoldására két új modellt mutattam be. Az elsőben kiterjesztettem az orientációs mező rendparaméterterét a kétdimenziós síkra, a nematikus kristályok leírásánál használt Landau-de Gennes potenciál bevezetése mellett. A másodikban a rendparamétertert a háromdimenziós egységgömb felületére terjesztettem ki. Az így kapott rendparaméterterek egyszeresen összefüggők, így az új modellek mentesek a topológiai hibáktól.

Témavezető: Gránásy László (Wigner FK SZFI)
Házi bírálók: Börzsönyi Tamás (Wigner FK SZFI), Groma István (ELTE TTK, Anyagfizika Tanszék)
Disszertáció:  https://mydrive.kfki.hu/f/1b3e61b3d2/
Tézisfüzet:     https://mydrive.kfki.hu/f/ee09a08df1/

 

Minden érdeklődőt szívesen látunk!

Asbóth János
szfi-seminar AT wigner.mta.hu