高熵合金中辐射损伤的电子效应
材料科学
2022-11-30 v2
摘要
高熵合金（HEAs）因其复杂的局部化学环境和缓慢的缺陷迁移，是抗辐射材料的优异候选者。尽管常被忽视，辐射环境中缺陷演化的电子效应也通过级联事件中电子-声子耦合和电子热传导耗散多余能量而发挥关键作用。我们对四元和五元主元素高熵合金中随机固溶体（RSS）的电子性质及其对缺陷形成、团簇和复合的影响进行了系统研究。电子性质，包括电子-声子耦合因子、电子比热和电子热导率，均在第一性原理计算中求得。利用双温分子动力学模拟，我们表明电子-声子耦合因子和电子比热在弗伦克尔对形成中起关键作用。具体而言，电子-声子耦合因子在初级撞出原子事件期间通过等离子体激元激发快速耗散动能，随后通过自由电子传导耗散。我们表明这些效应比原子失配产生的弹性畸变效应更为关键。令人极大感兴趣的是，我们表明包含较轻元素有助于提高电子-声子耦合因子，暗示通过优化成分改善高熵合金抗辐射性能的可能性。
引用
@article{arxiv.2203.03779,
title = {Electronic effects on the radiation damage in high-entropy alloys},
author = {Okan K. Orhan and Mohamed Hendy and Mauricio Ponga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.03779},
year = {2022}
}