BCC金属纳米空位中氢捕获与起泡的预测模型
材料科学
2019-07-17 v1 计算物理
摘要
氢与纳米空位之间的相互作用虽早已被认为是结构材料氢致损伤的核心问题，但其机理仍知之甚少。本研究以钨作为模型BCC体系，首次明确展示了氢原子吸附原子在具有不同能级的纳米空位Wigner-Seitz方格上的顺序吸附。研究表明，纳米空位表面氢原子吸附原子之间的相互作用主要由成对幂律排斥主导。我们建立了一个预测模型，用于定量预测纳米空位中氢原子吸附原子的构型与能量学。该模型进一步结合氢气状态方程，能够预测纳米空位中氢分子的形成。基于该预测模型进行的多尺度模拟与实验结果高度吻合。本工作阐明了基本物理机制，并提供了用于纳米空位中氢捕获与起泡的全尺度预测模型，为理解结构材料中的氢致损伤提供了长期寻求的机制性见解。
引用
@article{arxiv.1808.08341,
title = {Predictive Model of Hydrogen Trapping and Bubbling in Nanovoids in BCC Metals},
author = {Jie Hou and Xiang-Shan Kong and Xuebang Wu and Jun Song and C. S. Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.08341},
year = {2019}
}