α-钛中氧间隙原子与<a>型螺位错之间的相互作用
材料科学
2015-02-19 v1
摘要
我们采用密度泛函理论计算，基于对广义层错（GSF）能、位错核心结构以及氧间隙原子应变场的研究，分析了α-钛中氧间隙原子与<a>型螺位错（<a> = a<11-20>/3）之间的相互作用。与 Al 等置换原子相比，八面体位点的氧间隙原子与<a>型螺位错核心之间存在巨大的排斥相互作用，这是因为 Ti 晶格位点之间的间隙原子体积在核心处大幅减小。差位移图和位错核心周围间隙体积的分布表明，与氧间隙原子的相互作用是非常短程的（约 5 Angstrom）且具有方向性，主要位于棱柱面上，而<a>螺位错核心中的大部分晶格位移就发生在此面上。在长距离下，由间隙氧和位错应变介导的相互作用消失。我们表明，短程的巨大排斥相互作用可以将氧原子从其原始间隙位置推到位于位错核心的基面上的新间隙位置。这种强烈的排斥相互作用和氧间隙原子的机械搅动预计会对位错动力学产生重大影响，并可用来解释实验中观察到的氧杂质在α-钛中的强强化效应。
引用
@article{arxiv.1502.05129,
title = {Interactions between Oxygen Interstitial and <a>-Type Screw Dislocations in alpha-Titanium},
author = {Liang Qi and Tomohito Tsuru and Mark Asta and Daryl Chrzan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.05129},
year = {2015}
}