Grain boundary motion in polycrystalline materials

  • In this dissertation, grain growth in polycrystalline materials with and without secondary-phase particles is investigated. For this purpose, phase-field method is used. In addition, a model has been proposed for migration of grain boundaries in nanostructured materials. For normal grain growth, a source of geometrical drag related to the motion of triple lines and vertex points has been discovered which influences kinetics of the growth and geometry of the grains. The effect of geometrical drag is also investigated at the presence of secondary-phase particles. For nanostructured materials, it is shown that the kinetics of grain growth is controlled via diffusion of vacancies which are able to move at the gradients of stress around the grain boundaries. This can explain the linear grain growth as well as its temperature-dependent transition to normal grain growth in nanostructured materials.
  • In dieser Dissertation wird das Kornwachstum in polykristallinen Materialien mit und ohne Partikel einer Sekundärphase untersucht. Zu diesem Zweck wird das Phasenfeld eingesetzt. Darüber hinaus wurde ein Modell für die Migration von Korngrenzen in nanostrukturierten Materialien vorgeschlagen. Für normales Kornwachstum ist ein Beitrag von geometrischen Widerständen im Zusammenhang mit der Bewegung der Triplelinien und Eckpunkten entdeckt worden, welche die Wachstumskinetik und die Geometrie der Körner beeinflusst. Der geometrische Widerstand wurde auch bei Anwesenheit von Partikel der Sekundärphase gefunden. Für nanostrukturierte Materialien wird gezeigt, dass die Kinetik des Kornwachstums über Diffusion von Gitterleerstellen, welche zur Bewegung entlang der Spannungsgradienten nahe der Korngrenzen in der Lage sind, gesteuert wird. Dies kann das lineare Kornwachstum sowie dessen temperaturabhängiger Übergang zum normalen Kornwachstums in nanostrukturierte Materialien erklären.

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Metadaten
Author:Reza Darvishi KamachaliGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-36763
Referee:Ingo SteinbachORCiDGND, Dierk RaabeORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2013/03/12
Date of first Publication:2013/03/12
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2013/01/15
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Computersimulation; Kornwachstum; Korngrenze, Korngröße; Polykristall
Institutes/Facilities:Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS)
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht