Самодиффузия в расплавах систем Ni-Al и Ti-Al: молекулярно-динамическое исследование

Г.М. Полетаев ORCID logo , Ю.В. Бебихов ORCID logo , А.С. Семенов ORCID logo , М.Д. Старостенков показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 14 сентября 2021; Исправлена: 29 сентября 2021; Принята: 08 октября 2021
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Г.М. Полетаев, Ю.В. Бебихов, А.С. Семенов, М.Д. Старостенков. Самодиффузия в расплавах систем Ni-Al и Ti-Al: молекулярно-динамическое исследование. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.438-441
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-438-441

Аннотация

Методом молекулярной динамики найдены параметры самодиффузии для расплавов систем Ni-Al и Ti-Al в зависимости от концентрации компонентовМетодом молекулярной динамики проведено исследование самодиффузии в жидких сплавах систем Ni-Al и Ti-Al в зависимости от концентрации компонентов, а также в чистых металлах Al, Ni и Ti. Знание параметров диффузии в расплавах бинарных систем, таких как Ni-Al и Ti-Al, необходимо для более детального понимания и прогнозирования процессов, происходящих при высокотемпературном синтезе и при изготовлении деталей путем отливки из расплава. Для рассмотренных систем отдельно для атомов разного сорта найдены характеристики самодиффузии (энергия активации и предэкспоненциальный множитель в соответствующем уравнении Аррениуса). Для расплавов чистых металлов получено хорошее согласие диффузионных характеристик с экспериментальными данными, что говорит в пользу физической реалистичности молекулярно-динамической модели и используемых EAM потенциалов. Помимо чистых металлов, для каждой системы рассматривалось три соотношения компонентов: A75B25, A50B50 и A25B75. Согласно полученным данным, энергия активации диффузии существенно зависит от концентрации компонентов и наибольшая, среди рассмотренных составов, для Ni75Al25 для системы Ni-Al и Ti50Al50 для системы Ti-Al. При этом не было замечено существенного преобладания диффузионной подвижности атомов разного сорта для всех рассмотренных составов смесей.

Ссылки (25)

1. D. B. Miracle. Acta Metallurgica et Materialia. 41, 649 (1993). Crossref
2. T. M. Pollock, S. Tin. Journal of Propulsion and Power. 22, 361 (2006). Crossref
3. J. Lapin. Proceedings of the Metal. 19 (21.5), 2019 (2009).
4. T. Tetsui. Rare Metals. 30, 294 (2011). Crossref
5. Q. Wu, J. Wang, Y. Gu, Y. Guo, G. Xu, Y. Cui. J. Phase Equilib. Diffus. 39, 724 (2018). Crossref
6. N. Thiyaneshwaran, K. Sivaprasad, B. Ravisankar. Scientific Reports. 8, 16797 (2018). Crossref
7. H. Wu, Sh. Zhang, H. Hu, J. Li, J. Wu, Q. Li, Zh. Wang. Intermetallics. 110, 106483 (2019). Crossref
8. J.-G. Luo, V. L. Acoff. Welding Journal. 79, 239-s (2000).
9. J. Rusing, Ch. Herzig. Scripta Metallurgica et Matetialia. 33, 561 (1995). Crossref
10. Y. Mishin, Ch. Herzig. Acta Materialia. 48 (3), 589 (2000). Crossref
11. S. C. Deevi, V. K. Sikka. Intermetallics. 4 (5), 357 (1996). Crossref
12. E. Sondermann, F. Kargl, A. Meyer. Physical Review B. 93, 184201 (2016). Crossref
13. N. Jakse, A. Pasturel. Scientific Reports. 3, 3135 (2013). Crossref
14. G. P. Purja Pun, Y. Mishin. Philosophical Magazine. 89, 3245 (2009). Crossref
15. R. R. Zope, Y. Mishin. Physical Review B. 68, 024102 (2003). Crossref
16. Y.-K. Kim, H.-K. Kim, W.-S. Jung, B.-J. Lee. Computational Materials Science. 119, 1 (2016). Crossref
17. Q.-X. Pei, M. H. Jhon, S. S. Quek, Z. Wu. Computational Materials Science. 188, 110239 (2021). Crossref
18. G. M. Poletaev, A. A. Sitnikov, V. Yu. Filimonov. Letters on Materials. 11 (2), 204 (2021). Crossref
19. G. M. Poletaev, M. D. Starostenkov. Physics of the Solid State. 52 (6), 1146 (2010). Crossref
20. G. M. Poletaev, I. V. Zorya. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 131 (3), 432 (2020). Crossref
21. G. M. Poletaev, R. Y. Rakitin. Physics of the Solid State. 63 (5), 682 (2021). Crossref
22. F. Demmel, D. Szubrin, W.-C. Pilgrim, C. Morkel. Physical Review B. 84, 014307 (2011). Crossref
23. F. Kargl, H. Weis, T. Unruh, A. Meyer. J. of Physics: Conf. Series. 340, 012077 (2012). Crossref
24. A. Meyer. EPJ Web of Conferences. 83, 01002 (2015). Crossref
25. J. Horbach, R. E. Rozas, T. Unruh, A. Meyer. Physical Review B. 80, 212203 (2009). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации - FZMM-2020-0002