利用成对混合焓快速鲁棒预测难熔复杂浓缩合金的相稳定性
材料科学
2022-10-27 v2
摘要
预测难熔复杂浓缩合金（RCCAs）依赖于成分和温度的稳定性的能力，对于高温结构合金的设计至关重要。在此，我们提出一个基于第一性原理计算的模型，以高通量方式预测多组分等摩尔固溶体的热力学稳定性，并将其应用于筛选超过 20,000 种成分。我们利用基于密度泛函理论（DFT）的总能计算，开发了一个包含 17 种难熔金属成对混合焓的数据库。在此基础上，我们拟合了热力学溶液模型，能够准确捕捉多组分 BCC 固溶体的混合焓。通过将它们的能量与 Materials Project 数据库中 DFT 计算的金属间化合物焓进行比较，并使用凸包分析，我们确定了任意 RCCA 作为温度函数的稳定相。所预测的 NbTiZr、NbTiZrV 和 NbTiZrVM（M = Mo,Ta,Cr）体系随温度的稳定性与先前的实验观测吻合良好。我们应用我们的模型预测 NbVZr-Tix（0 < x < 1）中的相演变，并使用高通量、基于激光沉积的合成技术进行了实验验证。该方法为估计新 RCCAs 的相稳定性提供了一种快速准确的方法，以加速其实验发现。
引用
@article{arxiv.2203.16002,
title = {A Fast and Robust Method for Predicting the Phase Stability of Refractory Complex Concentrated Alloys using Pairwise Mixing Enthalpy},
author = {Zhaohan Zhang and Mu Li and John Cavin and Katharine Flores and Rohan Mishra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16002},
year = {2022}
}
备注
31 pages, 7 figures