马氏体相变是一种非常重要的固态相变,通过马氏体相变可以改变材料的性能,如钢的强化和形状记忆合金的开发。马氏体相变可以定义为以切变为主的不变平面应变,不变面即为惯习面(两相界面)。界面两侧为截然不同的母相和马氏体,不存在过渡层。然而,近几年的高分辨电镜观察发现确有过渡层存在,且尚未得到理论解释。基于此,本文尝试从金兹堡-朗道(Ginzburg-Landau)理论出发,以相变的切应变为序参量,建立了修正的界面模型,揭示相变时材料的物理参数对过渡层形成的影响。计算结果表明,修正模型成功地表征了界面过渡层的物理性质,也即在能量状态上,过渡层既不属于马氏体也不属于奥氏体,为序参量变化较为缓慢的一个平台。可以定义这样的平台为界面择优态,由此解释了不同材料的相界面研究中,以高分辨电子显微镜观察到的,处于中间状态的原子排列方式。表明本修正模型比原始的Falk模型更加符合实验所观察到的现象。本模型的计算发现,界面(过渡层)宽度和界面能主要决定于材料(母相)的弹性模量、界面择优态的能量密度以及马氏体相变驱动力。能稳定存在的界面过渡层首先要求界面择优态的能量密度较低,其次为弹性模量和相变驱动力的作用。当母相存在模量软化时,有效降低了马氏体相变的形核能垒,两相界面宽化(不明锐),由此导致花呢状组织的产生;相变驱动力主要影响到过渡层向马氏体转变的能垒,而与奥氏体向过渡层转变几乎无关。界面宽度与相变驱动力呈负相关。对热弹性马氏体相变,由于相变驱动力较小,其界面过渡层使两相保持较高的强制弹性共格;反之,对非热弹性马氏体相变,因相变驱动力较大,相界面几乎由单层原子构成,难以承受相变应变的突变,故界面较明锐且存在大量错配位错以释放部分应变能。以上的理论计算首次阐明了不同材料中过渡层宽度变化的内在原因,清晰解释了界面择优态在相变过程中的重要作用,对将来深入探索相界面的精细结构具有启发意义。