BCC钽中螺位错引起的固溶软化与强化：第一性原理研究
材料科学
2024-04-09 v1
摘要
提高钽合金的高温性能和低温塑性是一项重大的科学挑战。我们采用第一性原理计算研究了Ta体心立方（BCC）结构中螺位错与溶质原子的相互作用，特别关注固溶软化与强化。我们分析了各种溶质元素对广义层错能（GSFE）、单原子列位移模型中的能量势垒及其与螺位错相互作用的影响。结果表明，Hf和Zr（单独或组合使用）在BCC Ta中表现出显著的固溶软化效应，大幅降低了GSFE、能量势垒和相互作用能。相比之下，Nb对溶质效应相对不敏感，而Mo、W和Ir则表现出固溶强化效应。计算表明，螺位错与溶质原子之间的相互作用能是预测强化和软化效应的可靠指标。此外，我们将这些预测扩展到三元合金，证明了这些材料中的强化和软化现象可以通过电子层面的功函数来解释。
引用
@article{arxiv.2404.05175,
title = {Solute strengthening and softening from screw dislocation in BCC tantalum: A first-principles study},
author = {Jiajun Feng and Kangzhi Zhou and Xiaowei Zhou and Xiao Fu and Qiuting Luo and Ziran Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05175},
year = {2024}
}