位错绕过障碍物中从反阿伦尼乌斯到阿伦尼乌斯行为的转变：原子模拟与理论研究
材料科学
2024-04-09 v2 介观与纳米尺度物理
原子与分子团簇
统计计算
摘要
位错是金属材料塑性的主要载体。理解位错运动的基本机制对于预测材料的力学响应至关重要。基于原子模拟，我们观察到在钨中，刃型位错克服与棱柱型位错环的弹性相互作用时，其速率发生了从非阿伦尼乌斯行为到阿伦尼乌斯行为的转变。在超过临界分解剪切应力后，该过程在低温下表现出非阿伦尼乌斯行为。然而，随着温度升高，激活熵开始占据主导，导致出现传统的阿伦尼乌斯行为。我们遵循 Schoeck 的方法 [1]，沿最小能量路径解析计算了激活熵，该方法捕捉到了反阿伦尼乌斯域与阿伦尼乌斯域之间的交叉。此外，投影平均力积分器（PAFI）[2]——另一种沿初始过渡路径计算自由能的模拟方法——与 Schoeck 的形式体系表现出相当的一致性。我们得出结论，在理解涉及位错绕过接近临界分解剪切应力的弹性障碍物的过程时，需要考虑熵效应。要完全理解 Schoeck 和 PAFI 结果与分子动力学之间的差异，还需要开展更多工作。
引用
@article{arxiv.2401.04100,
title = {From anti-Arrhenius to Arrhenius behavior in a dislocation-obstacle bypass: Atomistic Simulations and Theoretical Investigation},
author = {Mohammadhossein Nahavandian and Soumit Sarkar and Soumendu Bagchi and Danny Perez and Enrique Martinez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.04100},
year = {2024}
}