Взаимодействие примесных атомов легких элементов с собственными межузельными атомами в ГЦК металлах

И.В. Зоря, Г.М. Полетаев ORCID logo , Р.Ю. Ракитин, М.А. Ильина, М.Д. Старостенков показать трудоустройства и электронную почту
Получена 05 января 2019; Принята 13 марта 2019;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: И.В. Зоря, Г.М. Полетаев, Р.Ю. Ракитин, М.А. Ильина, М.Д. Старостенков. Взаимодействие примесных атомов легких элементов с собственными межузельными атомами в ГЦК металлах. Письма о материалах. 2019. Т.9. №2. С.207-211
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-2-207-211

Аннотация

Методом молекулярной динамики исследуется взаимодействие примесных атомов легких элементов с собственными межузельными атомами в металлах с ГЦК решеткойМетодом молекулярной динамики проведено исследование взаимодействия примесных атомов легких элементов C, N, O с собственными межузельными атомами в ГЦК металлах Ni, Ag и Al. Показано, что собственный межузельный атом в ГЦК металлах мигрирует посредством, как минимум, двух механизмов: смещения и поворота гантели <100> и краудионного механизма. Для первого механизма характерны ломаные траектории смещений атомов, для второго — прямые вдоль плотноупакованных направлений в кристалле. Рассчитаны энергии связи примесных атомов с собственными межузельными атомами в Ni, Ag и Al. Показано, что примесные атомы являются эффективными «ловушками» для сравнительно быстро мигрирующих в кристалле межузельных атомов. При взаимодействии межузельного атома и атома примеси межузельный атом формирует гантельную конфигурацию с осью вдоль направления <100>, а примесной атом располагается в ближайшей октаэдрической поре. Для анализа влияния примесей на диффузионную подвижность межузельных атомов были рассчитаны значения энергии активации миграции межузельного атома в чистых металлах и металлах, содержащих 10 % примесных атомов. Было выяснено, что подвижность межузельных атомов существенно снижается из‑за наличия примесей в металле. При этом также снижался вклад краудионного механизма.

Ссылки (27)

1. H. J. Goldschmidt. Interstitial Alloys. London, Butterworths (1967) 640 p.
2. L. E. Toth. Transition metal carbides and nitrides. New York, Academic Press (1971) 276 p.
3. B. J. Lee. Acta Materialia. 54, 701 (2006). Crossref
4. C. Domain, C. S. Becquart, J. Foct. Physical Revew B. 69, 144112 (2004). Crossref
5. G. M. Poletaev, M. D. Starostenkov. Physics of the Solid State. 52 (6), 1146 (2010). Crossref
6. S. Mahmoud, M. Trochet, O. A. Restrepo, N. Mousseau. Acta Materialia. 144, 679 (2018). Crossref
7. Yu. N. Osetsky, A. Serra, V. Priego, F. Gao, D. J. Bacon. MRS Online Proceeding Library. 527, 49 (1998). Crossref
8. S. Bukkuru, U. Bhardwaj, S. K. Rao, A. D. P. Rao, M. Warrier, M. C. Valsakumar. Materials Research Express. 5 (3), 035513 (2018). Crossref
9. L. Pauling. The Nature of the Chemical Bond, Third Edition. Ithaca, Cornell University Press (1960) 664 p.
10. F. Cleri, V. Rosato. Physical Review B. 48 (1), 22 (1993). Crossref
11. D. V. Novoselova, G. M. Poletaev, V. V. Kovalenko. Letters on Materials. 8 (1), 11 (2018). (in Russian) [Д. В. Новоселова, Г. М. Полетаев, В. В. Коваленко. Письма о материалах. 8 (1), 11 (2018).]. Crossref
12. G. Poletaev, I. Zorya, R. Rakitin. Computational Materials Science. 148, 184 (2018). Crossref
13. G. M. Poletaev, I. V. Zorya, D. V. Novoselova, M. D. Starostenkov. International Journal of Materials Research. 108 (10), 785 (2017). Crossref
14. G. M. Poletaev, M. D. Starostenkov. Technical Physics Letters. 29 (6), 454 (2003). Crossref
15. I. V. Zorya, G. M. Poletaev, M. D. Starostenkov. Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia. 15 (4), 526 (2018) (in Russian) [И. В. Зоря, Г. М. Полетаев, М. Д. Старостенков. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 15 (4), 526 (2018).]. Crossref
16. M. Ruda, D. Farkas, G. Garcia. Computational Materials Science. 45, 550 (2009). Crossref
17. P. Vashishta, R. K. Kalia, A. Nakano, J. P. Rino. Journal of Applied Physics. 103, 083504 (2008). Crossref
18. M. A. San Miguel, J. F. Sanz. Physical Review B. 58, 2369 (1998). Crossref
19. H. J. Wollenberger. Tochechnyye defekty. In: Fizicheskoye metallovedeniye. Vol. 3. Fiziko-mekhanicheskiye svoystva metallov i splavov. Ed. by R. W. Cahn. Moscow, Mir (1987) P. 5 - 74. (in Russian) [Волленбергер Г. Й. Точечные дефекты. В кн.: Физическое металловедение. Т. 3. Физико-механические свойства металлов и сплавов.Под ред. Р. Кана. Москва, Мир (1987) C. 5 - 74.].
20. P. Zhao, Y. Shimomura. Computational Materials Science. 14, 84 (1999). Crossref
21. V. V. Kirsanov. Sorosovskiy obrazovatelniy zhurnal. 7 (9), 103 (2001). (in Russian) [В. В. Кирсанов. Соросовский образовательный журнал. 7 (9), 103 (2001).].
22. V. A. Stepanov. Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 43 (8), 938 (1998).
23. T. Amino, K. Arakawa, H. Mori. Scientific Reports. 6, 26099 (2016). Crossref
24. S. V. Dmitriev, N. N. Medvedev, A. P. Chetverikov, K. Zhou, M. G. Velarde. Phys. Status Solidi RRL. 11, 1700298 (2017). Crossref
25. A. M. Bayazitov, E. A. Korznikova, I. A. Shepelev, A. P. Chetverikov, S. Kh. Khadiullin, E. A. Sharapov, P. V. Zakharov, S. V. Dmitriev. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 447, 012040 (2018). Crossref
26. A. V. Korchuganov, K. P. Zolnikov, D. S. Kryzhevich, S. G. Psakhie. Russian Physics Journal. 60, 170 (2017). Crossref
27. A. N. Orlov, Y. V. Trushin. Energies of point defects in metals. Moscow, Energoatomizdat (1983) 80 p. (in Russian) [А. Н. Орлов, Ю. В. Трушин. Энергии точечных дефектов в металлах. Москва, Энергоатомиздат (1983) 80 с.].

Другие статьи на эту тему