Атомистическое моделирование самодиффузии в границах зерен никеля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами атомистического моделирования проведен расчет коэффициента самодиффузии для симметричных границ зерен наклона и для границ зерен общего типа в никеле. Специальные границы зерен наклона построены в модели бикристалла, а границы зерен общего типа – в модели нанокристалла. Коэффициент самодиффузии представлен в виде температурной зависимости. Определены значения энергии активации самодиффузии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Г. Уразалиев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: urazaliev@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

М. Е. Ступак

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук»

Email: urazaliev@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

В. В. Попов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук»

Email: urazaliev@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Кульков В.Г. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 9. С. 1232; Kul’kov V.G. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 9. P. 1043.
  2. Звягинцева А.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 9. С. 1290; Zvyginceva A.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 9. P. 1097.
  3. Mishin Y., Herzig C. // Mater. Sci. Eng. A. 1999. V. 260. P. 55.
  4. Kaur I., Mishin Y., Gust W. Fundamentals of grain and interphase boundary diffusion. John Wiley, 1995. 5536 p.
  5. Budke E., Herzig C., Prokofjev S., Shvindlerman L.S. // Mater. Sci. Forum. 1996. V. 207. P. 465.
  6. Suzuki A., Mishin Y. // Interface Sci. 2003. V. 11. P. 131.
  7. Nomura M., Adams J.B. // J. Mater. Res. 1992. V. 7. P. 3202.
  8. Keblinski P., Wolf D., Phillpot S.R., Gleiter H. // Philos. Mag. A. 1999. V. 79. P. 2735.
  9. Sorensen M.R., Mishin Y., Voter A.F. // Phys. Rev. B. 2000. V. 62. No. 6. P. 3658.
  10. Mendelev M.I., Zhang H., Srolovitz D.J. // J. Mater. Res. 2005. V. 20. P. 1146.
  11. Mishin Y., Asta M., Li J. // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 1117.
  12. Bai X.M., Voter A.F., Hoagland R.G. et al. // Science. 2010. V. 327. P. 1631.
  13. Bai X.M., Vernon L.J., Hoagland R.G. et al. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. P. 214103.
  14. Uberuaga B.P., Vernon L.J., Martinez E., Voter A.F. // Sci. Reports. 2015. V. 5. No. 1. P. 9095.
  15. Mohammadzadeh R., Mohammadzadeh M. // J. Appl. Phys. 2018. V. 124. Art. No. 035102.
  16. Wang Y.J., Gao G.J.J., Ogata S. // Phys Rev. B. 2013. V. 88. Art. No. 115413.
  17. Mohammadzadeh M., Mohammadzadeh R. // Comput. Mater. Sci. 2017. V. 129. P. 239.
  18. Mohammadzadeh R. // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. No. 13. P. 135103.
  19. Bokstein B.S. // NSMs. 1995. V. 6. P. 873.
  20. Yamakov P.V., Wolf D., Phillpot S.R., Gleiter H. // Acta Mater. 2002. V. 50. No. 1. P. 61.
  21. Shvindlerman L. S., Gottstein G., Ivanov V. A. et al. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 7725.
  22. Plimpton S. // J. Comput. Phys. 1995. V. 117. No. 1. P. 1.
  23. Stukowski A. // Mater. Sci. Eng. 2010. V. 18. Art. No. 015012.
  24. Семенов М.Ю., Королев И.П., Арестов В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 7. С. 948; Semenov M.Yu., Korolev I.P., Arestov V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 7. P. 728.
  25. Stoller R.E., Tamm A., Béland L.K. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2016. V. 12. No. 6. P. 2871.
  26. Уразалиев М.Г., Ступак М.Е., Попов В.В. // Физ. металл. металловед. 2021. Т. 122. С. 713; Urazaliev M.G., Stupak M.E., Popov V.V. // Phys. Metals. Metallogr. 2021. V. 122. P. 665.
  27. Polyak B.T. // USSR Comput. Math. Math. Phys. 1969. V. 9. No. 4. P. 94.
  28. Tschopp M.A., Solanki K.N., Gao F. et al. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. Art. No. 064108.
  29. Nosé S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. No. 1. P. 511.
  30. Hoover W.G., Holian B.L. // Phys. Lett. Sect. A. 1996. V. 211. P. 253.
  31. Hirel P. // Comput. Phys. Comm. 2015. V. 197. P. 212.
  32. Wagih M., Schuh C.A. // Scripta Mater. 2023. V. 237. Art. No. 115716.
  33. Starikov S., Mrovec M., Drautz R. // Acta Mater. 2020. V.188. P. 560.
  34. Frolov T., Olmsted D., Asta M. et al. // Nature Commun. 2013. V. 4. No. 1. Art. No. 1899.
  35. Maxwell-Garnett J.C., Larmor J.Xii // Philos. Trans. Royal Soc. Lond. A. Contain. Pap. Math. Phys. Char. 1904. V. 203. No. 359–371. P. 385.
  36. Hart E.W. // Acta Metallurg. 1957. V. 5. No. 10. P. 597.
  37. Faken D., Jónsson H. // Comput. Mater. Sci. 1994. V. 2. No. 2. P. 279.
  38. Fultz B., Frase H. // Hyperfine Interact. 2000. V. 130. P. 81.
  39. Canon R.F, Stark J.P. // J. Appl. Phys. 1969. V. 40. No. 11. P. 4366.
  40. Бокштейн С.З., Кишкин С.Т., Мишин Ю.М., Разумовский И.М. // Докл. АН СССР. 1985. Т. 280. № 5. C. 1125.
  41. https://drive.google.com/drive/folders/117hFltef46fj3GGeHexiGVwocHSHv4J-?usp=drive_link
  42. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.23789.60641

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Модель бикристалла (а) и нанокристалла (б) никеля, используемая в настоящей работе, визуализированная с помощью анализатора структуры CNA [37] в программе OVITO. Зеленым цветом обозначена ГЦК решетка атомов никеля, синим и красным – ОЦК и ГПУ соответственно. Серым цветом обозначены остальные атомы (зернограничная сетка).

Скачать (27KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структура исследуемых в настоящей работе ГЗ: Σ 9(114) (a), Σ 11(113) (б), Σ 3(111) (в), Σ 11(332) (г), Σ 9(221) (д). Структура визуализирована с помощью анализатора структуры CNA [37] в программе OVITO. Зеленым цветом обозначена ГЦК решетка атомов никеля, синим и красным – ОЦК и ГПУ соответственно. Серым цветом обозначены остальные атомы (зернограничная сетка), красным – решетка ГПУ.

Скачать (87KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пример траектории смещения атомов при температуре 1100К в ГЗ Σ 11(113) с разных ракурсов (а, б), в нанокристалле (в) и график зависимости среднеквадратичного смещения (г, д) для бикристалла и нанокристалла соответственно. Смещения визуализированы с помощью модификатора Displacement vector в программе OVITO.

Скачать (83KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Температурная зависимость коэффициента самодиффузии в исследуемых в настоящей работе ГЗ никеля.

Скачать (35KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024