مطالعه دینامیک نانوحفره با در نظر گرفتن مدول یانگ و انرژی تشکیل حفره وابسته به دما با استفاده از روش میدان فاز در نیکل

در این مقاله، روش میدان فازی به منظور مطالعه رشد و از بین رفتن نانوحفره ها تحت دما و بارمکانیکی مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور، معادلات سینتیک کان - هیلیارد یا نفوذ و معادلات الاستیسیته ایستایی بر پایه کرنش های کوچک با یکدیگر کوپل گردیده و با استفاده از روش اجزای محدود غیرخطی در فضای کارتزین دو بعدی حل شده اند. این کوپلینگ از طریق حضور انرژی کرنشی در تابع انرژی آزاد کان هیلیارد و وابستگی کرنش کل به کرنش غیرالاستیک حفره صورت می پذیرد. نکته جدید و قابل توجه در مدلسازی فیزیکی حاضر، لحاظ نمودن وابستگی هم زمان خواص الاستیک و انرژی تشکیل حفره به دماست و بر این اساس شبیه سازی هایی بر روی تغییرات نانوساختارحفره شامل صفحه مشترک گاز- جامد خطی، رشد یا از بین رفتن نانوحفره دایره ای در دماهای مختلف، رشد یا از بین رفتن نانوحفره دایره ای تحت فشار دو محوره و تغییرات نانوساختار با توزیع تصادفی غلظت حفره مورد مطالعه قرار گرفته است. از نتایج مهم می توان به رشد سریع تر حفره و مقادیر بالاتر غلظت بدست آمده در دماهای پایین تر اشاره نمود. همچنین، میدان توزیع تنش با رشد و از بین رفتن حفره ها به خصوص در ناحیه صفحه مشترک گاز- جامد به شدت تغییر می یابد و مقدار تنش کل نیز با افزایش غلظت و اندازه حفره تغییر می کند.