氢在 bcc-Fe 理想晶粒内的扩散：动力学 Monte Carlo 研究
材料科学
2019-06-18 v1
摘要
材料中的结构缺陷（如空位、晶界和位错）可能捕获氢，氢在这些缺陷处的局部聚集会导致材料性能的退化。在原子尺度上获得对氢致脆化认识的一个重要方面，是理解氢在这些材料中的扩散。在我们的研究中，我们采用动力学 Monte Carlo (kMC) 模拟来研究不同微观结构中氢在 bcc 铁内的扩散。kMC 模型的所有输入数据（如可用位点、溶解能和扩散势垒）均来自第一性原理计算。我们发现氢主要在界面区域内扩散，其总扩散率低于纯 bcc-Fe 块体。扩散系数的浓度依赖性具有强烈的非线性，扩散系数甚至可能随氢浓度的增加而降低。为了描述宏观扩散系数，我们推导出了作为氢浓度和温度函数的解析表达式，该表达式与我们在理想微观结构下的数值结果高度吻合。
引用
@article{arxiv.1206.2314,
title = {Diffusion of hydrogen within idealised grains of bcc-Fe: A kinetic Monte Carlo study},
author = {Yaojun A. Du and Jutta Rogal and Ralf Drautz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.2314},
year = {2019}
}