多主元合金中的空位形成能与迁移势垒
材料科学
2022-04-29 v1
摘要
多主元合金（MPEAs）因其结构稳定性与增强的抗辐照损伤能力，作为结构与面向等离子体材料持续受到关注。尽管力学行为对辐照与点缺陷形成敏感，对难熔基 MPEAs 中空位稳定性与扩散的理解却甚少受到关注。利用密度泛函理论，我们考察了体心立方 (Mo0.95W0.05)0.85Ta0.10(TiZr)0.05 中的空位稳定性与扩散势垒。该 MPEA 中的结果强烈依赖于环境，源于随化学环境变化、邻近原子间电荷转移引起的局域晶格畸变。我们发现晶格畸变程度与迁移势垒相关：(Ti, Zr) 畸变较小而势垒较低，而 (Mo, W) 畸变较大而势垒较高，取决于局域环境。在辐照下，我们的发现表明 (Ti, Zr) 比 (Mo, W) 显著更易扩散，而 Ta 呈现中间效应。因此，可通过调控合金元素组成来增强极端工作温度与恶劣条件下的蠕变强度，从而控制由空位扩散引起的材料退化。
引用
@article{arxiv.2204.13616,
title = {Vacancy formation energies and migration barriers in multi-principal element alloys},
author = {Ankit Roy and Prashant Singh and Ganesh Balasubramanian and Duane D. Johnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13616},
year = {2022}
}
备注
25 pages, 12 figures (6 main text, 6 supplement), 4 Tables