基于第一性原理计算的 Mg 中轻元素扩散：各向异性与弹性扩散
材料科学
2016-08-15 v2
摘要
轻元素溶质 B、C、N 和 O 可渗入 Mg 合金表面并在热处理或高温使用过程中扩散，形成不良化合物。我们通过确定这些溶质的稳定间隙位以及由这些位点形成的互穿网络来研究其扩散。我们使用密度泛函理论（DFT）计算这些网络的位点能、迁移势垒和尝试频率，为我们的体扩散解析模型提供信息。由于网络的性质，O 各向同性扩散，而 B、C 和 N 各向异性扩散。我们计算了弹性扩散张量，其量化了由扰动扩散网络几何与迁移势垒的小应变引起的扩散率变化。通过 DFT 计算的弹性偶极张量量化了由小应变引起的位点能与迁移势垒变化，被用作确定弹性扩散张量的输入。我们利用弹性扩散张量确定热应变对间隙扩散的影响，发现 B、C 和 N 的扩散率在晶体膨胀时增加，而 O 的扩散率降低。由弹性扩散与柔度张量我们计算了扩散的激活体积，发现其对 B、C 和 N 扩散为正且各向异性，而对 O 扩散为负且各向同性。
引用
@article{arxiv.1605.05650,
title = {Light element diffusion in Mg using first principles calculations: Anisotropy and elastodiffusion},
author = {Ravi Agarwal and Dallas R. Trinkle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.05650},
year = {2016}
}