A microscopic theory for antiphase boundary motion and its application to antiphase domain coarsening

A microscopic diffusional theory for the motion of a curved antiphase boundary is presented. The interfacial velocity is found to be linearly proportional to the mean curvature of the boundary, but unlike earlier theories the constant of proportionality does not include the specific surface free energy, yet the diffusional dissipation of free energy is shown to be equal to the reduction in total boundary free energy. The theory is incorporated into a model for antiphase domain coarsening. Experimental measurements of domain coarsening kinetics in Fe-Al alloys were made over a temperature range where the specific surface free energy was varied by more than two orders of magnitude. The results are consistent with the theory; in particular, the domain coarsening kinetics do not have the temperature dependence of the specific surface free energy. Nous présentons une théorie microscopique de la diffusion appliquée au déplacement d'une paroi d'antiphase curviligne. Nous trouvons que la vitesse de l'interface est proportionnelle à la courbure moyenne du joint, mais, contrairement au cas des théories antérieures, la constante de proportionnalité n'inclut pas l'énergie libre superficielle spécifique, bien que la dissipation par diffusion de l'énergie libre soit égale à la diminution de l'énergie libre totale du joint. Nous incorporons cette théorie dans un modèle de la croissance des domaines antiphases. Nous avons effectué des mesures expérimentales de cinétiques de croissance des domaines dans des alliages Fe-Al, pour une gamme de températures dans laquelle l'énergie libre superficielle spécifique variait de plus de deux ordres de grandeur. Les résultats sont en bon accord avec la théorie; en particulier, les cinétiques de grossissement des domaines ne varient pas, en fonction de la température, comme l'énergie libre superficielle. Es wird eine mikroskopische, auf Diffusion aufbauende Theorie für die Bewegung einer gekrümmten Antiphasengrenze vorgelegt. Man findet, daβ die Grenzflächengeschwindigkeit linear mit der mittleren Krümmung der Grenze zusammenhängt, die Proportionalitätskonstante jedoch anders als bei früheren Theorien die freie Oberflächenenergie nicht enthält. Es wird aber gezeigt, daβ die durch Diffusion dissipie'rte freie Energie der Verminderung der gesamten freien Energie der Grenze entspricht. Die Theorie wird in ein Modell der Vergröberung von Antiphasendomänen eingearbeitet. Die Kinetik der Domänenvergröberung wird an Fe-Al-Legierungen experimentell über einen Temperaturbereich gemessen, in dem die spezifische freie Oberflächenenergie über mehr als zwei Gröβenordnungen variiert. Die Ergebnisse stimmen mit der Theorie überein; insbesondere weist die Kinetik der Domänenvergröberung die Temperaturabhängigkeit der spezifischen Oberflächenenergie nicht auf.