位错驱动的晶界迁移原子模拟

材料的许多性能取决于其内部的晶粒结构。在热处理等工艺中，晶界会发生迁移，导致晶粒之间发生吞并，从而改变材料性能。这一过程被称为“晶粒吞并生长”，是再结晶与相变等多种固态过程的常见现象。

为了解晶界迁移对晶粒吞并过程的影响，我们首先采用原位透射电镜技术，实时捕捉了Ti35Nb在加热过程中的晶粒吞并现象，并精确测量了晶粒取向与晶界角度，确定了其重合点阵特征。在此基础上，利用分子动力学方法构建了对应的晶界原子模型，通过升温模拟再现晶界迁移的原子过程。

结果显示，晶界迁移并非平稳推进，而是呈现出显著的不规则运动方式。其驱动力主要来源于材料内部“位错”所储存的多余能量。研究表明，晶界的迁移路径与行为依赖于周围位错的分布与结构，从而在原子层面证实了位错作为晶粒吞并“自然驱动力”的作用。