$\beta$-Ti 与 Mo 中自扩散的非线性阿伦尼乌斯行为
材料科学
2022-07-19 v1
摘要
虽然在多种金属中观察到具有非阿伦尼乌斯型温度依赖的异常扩散系数，但迄今为止尚未提出结论性的综合解释框架。在此，我们使用基于密度泛函理论的第一性原理计算，通过耦合准谐过渡态理论和大位移声子计算，计算 bcc 金属 Mo 和 -Ti 中的自扩散系数，并表明来自热膨胀的非谐性是异常温度依赖的主要原因。我们使用改进的德拜方法量化整个温度范围内的热膨胀，并引入一种在如 -Ti 这类机械不稳定晶体中弛豫空位结构的方法。发现热膨胀对激活焓影响较弱，但对扩散系数前置因子有强烈影响，以计算与实验的良好吻合再现了两个 bcc 体系中的非线性、非阿伦尼乌斯“异常”自扩散。所提出的方法具有通用且简单 enough 的特点，可应用于其他机械不稳定晶体。
引用
@article{arxiv.2110.10166,
title = {Non-Linear Arrhenius Behavior of Self-Diffusion in $\beta$-Ti and Mo},
author = {Yaxian Wang and Zhangqi Chen and Wolfgang Windl and Ji-Cheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.10166},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 6 figures