Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu Ab Initio về Năng lượng, Chuyển giao Điện tích và Cấu trúc Nguyên tử của Giao diện FCC Fe/NbC với và không có Sự pha tạp N: Từ Giao diện Đồng nhất đến Giao diện Bán đồng nhất
Tóm tắt
Nitơ được thêm vào thép không gỉ để cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn của chúng. Tuy nhiên, vẫn chưa hiểu rõ về cách mà nitơ có thể ảnh hưởng đến các tính chất giao diện giữa kết tủa và ma trận. Trong công trình nghiên cứu này, chúng tôi xem xét giao diện (FCC) Fe (001)/NbC (001) như một hệ thống mô hình để nghiên cứu cách mà cấu trúc, năng lượng và điện tích giao diện bị ảnh hưởng bởi nitơ thông qua các tính toán DFT. Chúng tôi so sánh các cấu trúc và động học của các giao diện đồng nhất và bán đồng nhất bằng cách bao gồm thành phần đóng góp đàn hồi. Kết quả cho thấy nitơ không có tác động đáng kể nào đối với năng lượng giao diện hay sự sắp xếp nguyên tử gần khu vực giao diện. Một đặc điểm liên kết rất phức tạp được tiết lộ gần các giao diện dị pha giữa các nguyên tố hợp kim, trong đó có các đặc điểm kim loại và cộng hóa trị xảy ra cùng với sự chuyển giao điện tích. Ngoài ra, công việc về việc xác định năng lượng giao diện chính xác là cốt lõi của tất cả các nỗ lực mô hình hóa kết tủa định lượng (đặc biệt, trong Chương trình XMAT). Ngược lại, sự hình thành, tăng trưởng/giải phóng và sự thô ráp của kết tủa đóng vai trò quan trọng trong khả năng của vật liệu để chống lại hiện tượng chảy, mệt mỏi do chảy và các quá trình gây hại khác làm giảm tuổi thọ phục vụ của nó. Đó là lý do tại sao việc phát triển hiểu biết định lượng về các giao diện và năng lượng của chúng trong các vật liệu là vô cùng quan trọng cho sự phát triển và cải thiện thêm của chúng.
Từ khóa
#Nitrogen #stainless steels #interfacial properties #DFT calculations #precipitate/matrix interface #energetic modeling #creep resistanceTài liệu tham khảo
S. Lu, J. Agren, and L. Vitos, Acta Mater. 156, 20 (2018).
W.S. Jung and S.H. Chung, Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 18(7), 075008 (2010).
D.H.R. Fors and G. Wahnstrom, Phys. Rev. B 82, 19 (2010).
D.H.R. Fors, S.A.E. Johansson, M.V.G. Petisme, and G. Wahnstrom, Comput. Mater. Sci. 50, 550 (2010).
S.-X. Liu, Y. Chen, G.-Q. Liu, Y.-G. Zhang, and J.-K. Huang, Mater. Sci. Eng. A 485(1), 492 (2008).
F.G. Wei and K. Tsuzaki, Metall. Mater. Trans. A 37A(2), 331 (2006).
D. Di Stefano, R. Nazarov, T. Hickel, J. Neugebauer, M. Mrovec, and C. Elsasser, Phys. Rev. B 93, 184108 (2016).
A. Nagao, M.L. Martin, M. Dadfarnia, P. Sofronis, and I.M. Robertson, Acta Mater. 74, 244 (2014).
T. Sourmail, Mater. Sci. Technol. 17(1), 1 (2001).
A. Toro, A. Sinatora, D.K. Tanaka, and A.P. Tschiptschin, Wear 251(1), 1257 (2001).
G. Kresse and J. Hafner, Ab initio molecular dynamics for liquid metals. Phys. Rev. B 47(1), 558 (1993).
G. Kresse and J. Furthmüller, Phys. Rev. B 54(16), 11169 (1996).
J.P. Perdew, M. Ernzerhof, and K. Burke, J. Chem. Phys. 105, 9982 (1996).
P.E. Blöchl, Phys. Rev. B 50(24), 17953 (1994).
F. Mouhat and F.X. Coudert, Phys. Rev. B 90(22), 224104 (2014).
W.-S. Jung and S.-H. Chung, Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 18(7), 075008 (2010).
J. Yu, B. Valderrama, H.B. Henderson, M.V. Manuel, and T. Allen, J. Chem. 2015, 142510 (2015).
G. Henkelman, A. Arnaldsson, and H. Jonsson, Comput. Mater. Sci. 36, 354 (2006).
M. Yu and D.R. Trinkle, J. Chem. Phys. 134, 064111 (2011).