晶体边界误位角对氢通量的影响：基于相场扩散与捕获模型
材料科学
2024-12-31 v2
摘要
理解氢-晶体边界(GB)相互作用对于分析金属中的氢脆化至关重要。本文提出了一种介观尺度的完全动力学模型，用于探讨晶体边界误位角对氢扩散与捕获的影响，基于相场方法构建的代表体积单元(RVE)。通量方程由三个项组成：扩散项以及高/低角晶体边界(H/LAGB)捕获项。吸附仿真表明，随着晶粒尺寸减小，由于GB密度增加，材料中氢含量会升高。渗透仿真显示，由于GB富集氢，GB成为高通量路径。由于其较高的捕获结合能，HAGB通常具有最高的氢通量。然而，通量呈现复杂行为，取决于局部浓度、GB与外部浓度梯度的相对取向以及GB网络的连通性。最后，随着晶粒尺寸减小，突破时间增大，稳态出口通量也增大。
引用
@article{arxiv.2412.19129,
title = {The effect of grain boundary misorientation on hydrogen flux using a phase-field based diffusion and trapping model},
author = {Abdelrahman Hussein and Byungki Kim and Kim Verbeken and Tom Depover},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.19129},
year = {2024}
}