基于宏观原子模型的高熵合金分段驱动金属氧化物粘附的快速建模
材料科学
2026-03-06 v1
摘要
高熵合金（HEA）中金属氧化物粘附的准确预测具有挑战性，因为界面分段、原子环境和宏观热力学量之间存在强相关性。仅依赖第一性原理方法在探索组成、溶质浓度和共分段效应时计算开销过大。为此，我们扩展了多组分合金的宏观原子模型（MAM），采用组成一致的表面比例和界面对概率形式学，捕捉与随机接触统计的偏差。应用于与Cr2O3（Al2O3）接触的CoCrFeNi（AlCoCrFeNi）HEA，模型预测了组成函数的分段能和分离功，复现了Hf、Y、Zr和S在HEA中正确的分段层次。模型还捕捉了在Al2O3界面更强的分段倾向，以及表面能和粘附随溶质含量和共分段的非线性依赖。结果与DFT计算结果进行基准测试，显示出一致的趋势，特别是通过强金属-氧键增强Hf和Zr的粘附，S的减弱效应。这些结果表明，扩展后的MAM提供了一种在DFT限制范围内，用于筛选由分段控制的粘附的、具有物理可解释性、计算效率高且具有定量预测能力的框架。
引用
@article{arxiv.2603.04575,
title = {Rapid modeling of segregation-driven metal-oxide adhesion in high-entropy alloys using macroscopic atom model},
author = {Dennis Boakye and Chuang Deng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04575},
year = {2026}
}