Modeling the precipitation kinetics in systems with strong heterophase fluctuations

Abstract

The hierarchy of the Becker-Döring rate equations is used to consider the influence of heterophase fluctuations on the kinetics of precipitation in supersaturated solid solutions, including the nucleation stage and the crossover to the final Ostwald ripening regime. Numerical simulation shows that a quasi-stationary distribution of solute clusters forms in the region of small sizes. This population of small clusters (heterophase fluctuations) is separated by a gap from the distribution of coarsening precipitates. The scaling behaviour of the precipitate size distribution during the later stage of decomposition is consistent with the Lifshits-Slyozov theory of coarsening.

Ієрархія рівнянь Бекерa-Дерингa використовується для розгляду впливу гетерофазних флуктуацій на кінетику розпаду пересичених твердих розчинів, включаючи стадію зародження і перехід до кінцевого режиму коалесценції. Числове моделювання показує, що в області малих розмірів формується квазістаціонарний розподіл дрібних кластерів (гетерофазні флуктуації), що відокремлений від розподілу зростаючих виділень. Скейлінгова поведінка розподілу виділень за розмірами на пізній стадії розпаду відповідає теорії коалесценції Ліфшица-Сльозова.

Иерархия уравнений Бекерa-Дерингa используется для рассмотрения влияния гетерофазных флуктуаций на кинетику распада пересыщенных твердых растворов, включая стадию зарождения и переход к конечному режиму коалесценции. Численное моделирование показывает, что в области малых размеров формируется квазистационарное распределение мелких кластеров (гетерофазные флуктуации), которое отделено от распределения растущих выделений. Скейлинговое поведение распределения выделений по размерам на поздней стадии распада соответствует теории коалесценции Лифшица-Слезова.