A phase-field model for multi-component and multi-phase systems

An alternative phase-field model is presented for the simulation of microstructure evolution in polycrystalline materials existing of multiple phases and components. The model is able to treat concurrently phase transformations, diffusion controlled coarsening (Ostwald ripening) and grain growth. The eąuilibrium phase fractions and compositions are introduced using appropriate thermodynamic Gibbs energy expressions. Furthermore, the model allows to specify the energy and mobility, and their anisotropy, for each interface individually and the diffusion properties of the different phases. Simulation results are discussed for the coarsening of a simplified Cu/Cu-Sn solder joint with Cu6Sn5-precipitates.

---

Przedstawiono alternatywny model pól fazowych zastosowany do symulacji zmian mikrostruktury w materiałach polikrystalicznych w układach wielofazowych i wieloskładnikowych. Zaproponowany model uwzględnia jednocześnie przemiany fazowe oraz kontrolowany dyfuzyjnie rozrost ziaren (tzw. dojrzewanie Ostwalda). Przedstawiono i przedyskutowano wyniki uproszczonej symulacji przeprowadzonej dla połączenia lutownego Cu/Cu-Sn z wydzieleniem Cu6Sn5.