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理解铁中长时空位聚集:一项动力学激活 - 弛豫技术研究

材料科学 2014-11-19 v2

摘要

本文利用动力学激活 - 弛豫技术(k-ART,一种具有即时目录构建能力的非格点动力学蒙特卡洛方法)研究了体心立方(bcc)Fe 中的空位扩散和团簇过程。对于单空位和双空位,k-ART 重现了先前发表的结果,而在包含 50 个空位的模拟盒中的团簇结果与实验估计一致。将 k-ART 应用于研究含有一至六个空位系统的团簇路径,我们发现了一套丰富的扩散机制。特别是,我们表明达到六空位团簇所遵循的路径极大地影响了相关的均方位移。在 50 个空位的盒子中的聚集也显示出弛豫时间的显著分散,有效势垒根据所选确切路径的不同而在 0.84 至 1.1 eV 之间变化。通过与故意抑制这些效应的模拟进行比较,我们分离了缺陷间长程弹性相互作用的影响。这使我们能够证明,在 bcc Fe 中,抑制长程相互作用主要影响前 0.3 ms 内的动力学,减缓了在完整模拟中更频繁观察到的快速能量释放级联,而长期行为和最终状态未受显著影响。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.7694,
  title  = {Understanding long-time vacancy aggregation in iron: a kinetic activation-relaxation technique study},
  author = {Peter Brommer and Laurent Karim Béland and Jean-François Joly and Normand Mousseau},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.7694},
  year   = {2014}
}

备注

11 pages, 12 figures. Updated to post-review manuscript