Взаимодействие вакансий и атомов, образующих в альфа-железе растворы замещения

А. А. Мирзоев, Г. Е. Рузанова, Д. А. Мирзаев, К. Ю. Окишев

Аннотация


Представлены результаты первопринципных расчётов в пакете WIEN2k энергии связи вакансии в a-железе с примесями Pd, Ti, V и Cr, располагающимися в первой – третьей координационных сферах вакансии. Энергия связи для Pd и Cr достигает 0,3 эВ, а для V и Cr составляет менее 0,1 эВ. При этом для атомов Pd и Cr она положительна и монотонно убывает по мере удаления от вакансии, а для Ti и V положительна в первой и третьей координационных сферах и отрицательна во второй. Разработана статистико-термодинамическая теория образования вакансий в разбавленных растворах замещения с учётом ближнего взаимодействия вакансий с растворёнными атомами. Расчёты показывают, что легирование железа палладием и титаном может приводить к многократному увеличению равновесной концентрации вакансий; эффект ванадия и хрома значительно слабее.

Ключевые слова


железо; вакансии; концентрация вакансий; примеси замещения; первопринципные расчёты; термодинамика

Полный текст:

PDF

Литература


Криштал, М.А. Механизм диффузии в железных сплавах / М.А. Криштал. – М.: Металлургия, 1972. – 400 с.

Штремель, М.А. Прочность сплавов: учеб. для вузов. Ч. I: Дефекты решётки / М.А. Штремель. – М.: МИСиС, 1999. – 384 с.

Schwarz, K. Solid State Calculations Using WIEN2k / K. Schwarz, P. Blaha // Computational Materials Science. – 2003. – Vol. 28, no. 2. – P. 259–273.

Урсаева, А.В. Выбор оптимальных параметров для построения максимально точной модели ОЦК-железа / А.В. Урсаева, Г.Е. Рузанова, А.А. Мирзоев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика, физика, химия». – 2010. – Вып. 2, № 9. – С. 97–101.

Terentyev, D. / Diffusion of 3D-migrating selfinterstitial clusters in diluted and concentrated Fe–Cr alloys / D. Terentyev, P. Olsson, L. Malerba // Journal of Nuclear Materials. – 2009. – Vol. 386–388. – P. 140–152.

Ohnuma, T. First-principles calculations of vacancy–solute element interactions in body-centered cubic iron / T. Ohnuma, N. Soneda, M. Iwasawa. // Acta Materialia. – 2009. – Vol. 57, no. 20. – P. 5947–5955.

Vacancy–solute interactions in ferromagnetic and paramagnetic bcc iron: Ab initio calculations / O.I. Gorbatov, P.A. Korzhavyi, A.V. Ruban et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2011. – Vol. 419, no. 1–3. – P. 248–255.

Doyama, M. Study of metallic properties by positive muons / M. Doyama // Bulletin of the Japan Institute of Metals. – 1986. – Vol. 25, no. 10. – P. 808–815.

Fowler, R.H. Statistical Thermodynamics / R.H. Fowler, E.A. Guggenheim. – Cambridge University Press, 1949. – 701 p.

Лесник, А.Г. Улучшенный вариант квазихимической теории упорядочения сплавов / А.Г. Лесник // Физика металлов и металловедение. – 1977. – Т. 44, вып. 5. – С. 945–955.

Counts, W.A. First-Principles Energetics of Hydrogen Traps in -Fe: Point Defects / W.A. Counts, C. Wolverton, R. Gibala // Acta Materialia. – 2010. – Vol. 58, no. 14. – P. 4730–4741.

Positron Annihilation on Pure and Carbon-Doped -Iron in Thermal Equilibrium. / L. De Schepper, D. Segers, L. Dorikens-Vanpraet et al. // Physical Review B. – 1983. – Vol. 27, no. 9. – P. 5257–5269.

Atomic Defects in Metals / ed. by H. Ullmaier. – Landolt-Börnstein, New Series, vol. III/25. – Springer-Verlag, 1991. – P. 128.

Seeger, A. Lattice Vacancies in High-Purity -Iron / A. Seeger // Physica Status Solidi (a). – 1998. – Vol. 167, no. 2. – P. 289–311.

Seydel, O. Quenching-in of Vacancies in Pure -Iron / O. Seydel, G. Frohberg, H. Wever // Physica Status Solidi (a). – 1994. – Vol. 144, no. 1. – P. 69–79.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share