The formation of an excess free volume in triple junctions during crystallization has been studied by the molecular dynamics model using nickel as an example. It is shown that an excess free volume that forms during nickel crystallization in triple junctions predominantly forms as a result of the fixation of the liquid phase volume when contacting three crystallization fronts that contains, after crystallization, a high fraction of the free volume. In some cases, as the free volume is concentrated in triple junctions, a comparatively small crystalline subgrain (from one to several nanometers in diameter) forms, and the subgrain has the orientation different from those of contacting grains and exists in the extended state.
Методом молекулярной динамики проведено исследование влияния примесных атомов углерода и кислорода на диффузию по границам зерен наклона с осью разориентации 110 в ГЦК металлах Ni и Ag. Показано, что границы наклона 110 обладают значительно меньшей диффузионной проницаемостью по сравнению с границами наклона с осями 100 и 111. Введение примесей, как правило, приводило к интенсификации диффузии по границам зерен, что было обусловлено деформацией кристаллической решетки вблизи примесных атомов, из-за чего вдоль границ возникали дополнительные искажения и свободный объем. Атомы углерода оказались более подвижны, чем атомы кислорода, что согласуется с энергиями активации их миграции вдоль ядер дислокаций. Для Ni были получены значения 0,21 эВ для С и 0,27 эВ для О. Для Ag: 0,32 и 0,42 эВ соответственно. Для диффузии по границам 110 была обнаружена ярко выраженная анизотропия, которая, в отличие от границ наклона 100 и 111, сохранялась и при больших углах разориентации. Наибольший эффект от примесей на самодиффузию вдоль границ зерен из двух рассмотренных металлов наблюдался для никеля, который обладает наименьшим параметром решетки. Примесные атомы сильнее деформируют решетку в никеле вокруг себя по сравнению с серебром, в связи с чем они создают в нем сравнительно больше искажений решетки и дополнительного свободного объема вдоль границ зерен, которые приводят к росту диффузионной проницаемости.
Методом молекулярной динамики проведено исследование диффузии примесных атомов C, N, O в решетке ГЦК металлов и влияния упругой деформации решетки на энергию связи и миграции примесных атомов. В качестве металлов были выбраны Ni, Ag, Al. Для рассматриваемых примесей рассчитаны энергии связи в октаэдрических и тетраэдрических порах. Показано, что расположение примесных атомов в октапорах является энергетически выгодней, чем в тетрапорах энергия примесных атомов в них отличается примерно на 1 эВ. С учетом того, что механизм диффузии примесных атомов легких элементов в ГЦК решетке металлов представляет собой последовательное пересечение октаэдрических и тетраэдрических пор, рассчитаны значения энергии миграции примесных атомов C, N, O в рассматриваемых металлах. Полученные значения хорошо согласуются с эмпирическими зависимостями для диффузии примесных атомов в металлах. Для рассматриваемых примесных атомов найдены зависимости энергии связи и энергии активации диффузии в Ni, Ag и Al от упругой деформации кристаллической решетки. Согласно полученным данным, упругая деформация почти не оказывает влияния на энергию примесного атома. Слабое снижение энергии происходит только при растяжении кристалла. Влияние деформации на энергию миграции более выражено. При растяжении Ni и Ag энергия миграции примесных атомов C, N, O монотонно снижается. Однако для Al картина противоположная: при растяжении энергия миграции примесных атомов в Al увеличивается. При этом сжатие в случае Al оказывает сравнительно большее влияние на энергию миграции, чем растяжение.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.