使用密度泛函理论模拟bcc Ti-Mo合金中的溶质-晶界相互作用
材料科学
2025-03-06 v1
摘要
溶质偏析是合金中的关键现象，影响脆性、晶粒生长和沉淀动力学等多种材料特性。在本工作中，使用密度泛函理论（DFT）计算确定了bcc Ti-25 at.% Mo合金中Σ5晶界的溶质（Y、Zr和Nb）偏析能。提出了系统方法，通过使用Warren-Cowley短程有序参数计算体合金中的溶液能量分布，以找到代表性的体溶质参考能量。此外，考虑了溶质原子替换晶界平面中不同位置（以其局部Ti-Mo化学环境为差异）的不同情景，以计算偏析能的分布。溶质偏析到晶界平面的Mo位置优于Ti位置。进一步分析表明，这些偏析能趋势可以主要基于弹性相互作用来解释。因此，偏析能随溶质尺寸缩放，Y具有最大的偏析能，其次是Zr和Nb。
引用
@article{arxiv.2503.03538,
title = {Modeling solute-grain boundary interactions in a bcc Ti-Mo alloy using density functional theory},
author = {Hariharan Umashankar and Daniel Scheiber and Vsevolod I. Razumovskiy and Matthias Militzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03538},
year = {2025}
}