无序系统中的晶界偏析：以镍基多组分合金为例
材料科学
2025-05-22 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
向缺陷，特别是晶界（GBs）的偏析是一种不可避免的现象，会导致材料行为随时间发生变化。随着计算能力的提升，无偏见的量子力学预测偏析能（为经典的热力学偏析模型（如McLean等温线）提供输入）成为可能。近年来，通过考虑由于单一晶界上的竞争偏析位点和/或多种共存晶界类型而导致的偏析过程的统计性质，在预测方面取得了巨大进展，使其与实验观察高度吻合。在本工作中，我们通过明确展示真实工程合金（如钢或镍基高温合金）中存在的成分无序如何产生一系列偏析能，进一步扩展了这一领域。以镍基模型合金（Ni-Co-Cr-Ti-Al）中的Σ5晶界为例，我们表明Fe、Mn、W、Nb和Zr的偏析能与纯元素Ni的预测值显著不同。我们进一步将预测的偏析能谱用于晶界富集的统计评估，从而能够提取多组分合金中与化学复杂性相关的偏析焓和偏析熵项。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.11957,
title = {Segregation to grain boundaries in disordered systems: an application to a Ni-based multi-component alloy},
author = {Dominik Gehringer and Lorenz Romaner and David Holec},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.11957},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 5 figures