间隙原子作为多晶 $\alpha$-Fe 中 P 向晶界偏析的关键因素

溶质向晶界的偏析会显著影响材料行为。以往的大多数计算研究集中在置换型溶质偏析上，由于复杂性增加而忽略了间隙偏析。关于 $\alpha$-Fe 中 P 偏析的位点偏好（间隙或置换）仍存在争议。在本工作中，我们借助经典原子间势结合机器学习技术，研究了铁素体多晶原子结构中置换型和间隙型晶界位点的完整晶界偏析谱。该方法针对 H 和 Ni 进行了定性测试，这两种元素在 $\alpha$-Fe 中的偏析行为已得到充分理解。我们对 P 的研究结果表明，向两类晶界位点的偏析都是可能的，且基于平均偏析能更倾向于置换位点。然而，由于间隙位点的数量要多得多，间隙偏析对 P 在晶界处的富集贡献显著。这强调了在置换偏析之外考虑间隙 P 偏析的重要性。此外，我们还指出，要获得与实验数据一致的定量预测，获得具有代表性的偏析能谱同样重要。