杂质对铜中晶界结合力的影响
材料科学
2017-12-20 v1
摘要
晶界处的偏析杂质会显著改变金属的力学行为，但在某些情况下其机制仍不清楚。在此，我们以 Cu 中特定类型 倾斜晶界处的 3 杂质（Mg、Al、Si、P 或 S）为例，提出了一种统一的方法来研究多晶合金中的偏析及其对力学性能的影响。我们表明，对于偏析到晶界的这些杂质，应变对晶界解理功的贡献很小，而化学贡献与 Cu 和杂质之间的电负性差异相关。计算得出，应变对位错发射功的贡献为负，而化学贡献始终为正。随着电负性从 Mg 到 S 逐渐增加，应变和化学对位错发射功的贡献通常都会减弱。将这些贡献结合起来，我们发现，与实验观测一致，S 的强偏析可将晶界分离功降低至位错发射功以下，从而使 Cu 变脆；而 P 偏析无法产生这种脆化，因为它对位错发射能量势垒的降低程度相对大于对分离功的降低程度。
引用
@article{arxiv.1708.03597,
title = {Impurity effects on the grain boundary cohesion in copper},
author = {Yunguo Li and Pavel Korzhavyi and Rolf Sandström and Christina Lilja},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.03597},
year = {2017}
}