从母体六方晶体成核与生长拓扑密排相的结构路径
材料科学
2023-09-12 v2
摘要
涉及单一晶核成核与生长的固态扩散相变具有普遍性且常被采用，但在原子层面尚未被充分理解。本文中，我们的第一性原理计算揭示了密排六方（hcp）基体内一系列拓扑密排（TCP）相的结构形成路径。结果表明，成核遵循非经典成核过程，整个结构转变完全由基于层错位移完成，以特定的 3 层 hcp 有序作为基本结构转变单元。板状 TCP 相的增厚依赖于在其相干 TCP/基体界面形成这些 hcp 有序以成核台阶，但该台阶缺乏传统观点中所考虑位错特征。此外，基于经典成核理论（CNT）预测了 Mg2Ca 与 MgZn2 Laves 相临界核的原子结构，并发现 TCP 析出物中多型性与非化学计量性的形成与非经典成核行为有关。基于所获见解，我们还采用高通量筛选探索了若干可能发生 hcp 到 TCP 相变的常见 hcp 金属（包括 hcp-Mg、Ti、Zr 与 Zn）体系。这些见解可深化我们对原子层面固态扩散转变的理解，并构成探索其他具有技术重要性的固态扩散转变的基础。
引用
@article{arxiv.2307.06676,
title = {Structural pathway for nucleation and growth of topologically close-packed phase from parent hexagonal crystal},
author = {Junyuan Bai and Hongbo Xie and Xueyong Pang and Min Jiang and Gaowu Qin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06676},
year = {2023}
}