Mg-Y-Zn LPSO 合金中溶质团簇生长过程的密度泛函理论研究
材料科学
2020-11-16 v2
摘要
长周期堆垛有序（LPSO）合金中的溶质团簇在其特有的塑性行为（例如扭折形成与扭折强化）中起着关键作用。确定团簇结构的原子尺度细节是 LPSO 合金原子尺度建模的先决条件，并对改善其强度与延展性至关重要；然而，关于团簇中间隙原子仍存在诸多不确定性。尽管密度泛函理论计算已表明在多数 LPSO 合金中纳入 Mg 间隙原子在能量上最为有利，但实验上也观察到间隙位点处的溶质元素。为预测团簇中间隙原子的分布并确定其所含元素种类，有必要明确间隙原子的产生机制。本工作中，我们利用密度泛函理论计算研究溶质团簇的生长过程，具体而言针对 Mg-Y-Zn LPSO 合金，以确定其溶质团簇的精确原子结构。我们表明，当一定数量的溶质原子被吸收进团簇时，会自发产生一个间隙原子-空位对，且所有完全长大的团簇都应包含间隙原子。我们还证明间隙原子主要为 Mg，其余为 Y；间隙 Zn 原子可忽略不计。该知识极大简化了 Mg-Y-Zn 合金中溶质团簇的原子尺度建模。由于团簇发射空位，在溶质团簇生长区域中空位密度应处于过饱和状态，而增高的空位密度加速了团簇生长。
引用
@article{arxiv.2008.06230,
title = {Density Functional Theory Study of Solute Cluster Growth Processes in Mg-Y-Zn LPSO Alloys},
author = {Mitsuhiro Itakura and Masatake Yamaguchi and Daisuke Egusa and Eiji Abe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.06230},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in Acta Materialia. Supplementary material included in source tgz