Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tự tán xạ qua biên hạt trong Ni: Ảnh hưởng của độ nghiêng biên
Tóm tắt
Chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng của mặt phẳng biên đến sự tán xạ qua biên hạt trong Ni thông qua một loạt các mô phỏng động lực học phân tử. Một loạt các biên nghiêng 〈010〉 Σ5, bao gồm một số mặt phẳng biên có đối xứng cao và đối xứng thấp, đã được xem xét. Hệ số tự tán xạ là một hàm mạnh của độ nghiêng biên ở nhiệt độ thấp nhưng gần như không phụ thuộc vào độ nghiêng ở nhiệt độ cao. Ở tất cả các nhiệt độ, các hệ số tự tán xạ đều thấp khi ít nhất một trong hai hạt có pháp tuyến với các chỉ số Miller thấp. Hệ số tự tán xạ qua biên hạt là một hàm Arrhenius của nhiệt độ. Lôgarit của hệ số trước lũy thừa trong biểu thức Arrhenius được cho là gần như tỷ lệ thuận với năng lượng kích hoạt cho sự tán xạ. Năng lượng kích hoạt cho sự tự tán xạ trong biên nghiêng đối xứng (103) cao hơn nhiều so với các biên có độ nghiêng khác. Chúng tôi thảo luận về nguồn gốc của mối tương quan giữa mật độ mặt phẳng biên và hệ số tán xạ.
Từ khóa
#tán xạ qua biên hạt #động lực học phân tử #hệ số tự tán xạ #tính toán Arrhenius #mật độ mặt phẳng biênTài liệu tham khảo
V.Y. Aristov, V.L. Mirochnik, and L.S. Shvindlerman: Mobility of (111) intergrain tilt boundary in aluminum. Sov. Phys. Solid State 18, 137 (1976).
M. Upmanyu, D.J. Srolovitz, L.S. Shvindlerman, and G. Gottstein: Misorientation dependence of intrinsic grain boundary mobility: Simulation and experiment. Acta Mater. 47, 3901 (1999).
D. Wolf: Correlation between energy and volume expansion for grain-boundaries in fcc metals. Scripta Metall. Mater. 23, 1913 (1989).
W.R. Upthegrove and M.J. Sinnott: Grain boundary self-diffusion of nickel. Trans. ASM 50, 1031 (1958).
A.R. Wazzan: Lattice and grain boundary self-diffusion in nickel. J. Appl. Phys. 36, 3596 (1965).
W. Lange, A. Hassner, and G. Mischer: Measurement of grainboundary diffusion of Ni63 in Ni and γ-Fe. Phys. Status Solidi 5, 63 (1964).
M. Jurisch, and A. Hassner: Concentration depletions and enhancements in range of grain boundaries. T. Jpn. I Met. 10, 439 (1969).
R.F. Canon and J.P. Stark: Grain boundary self-diffusion in nickel. J. Appl. Phys. 40, 4366 (1969).
N.W. Dereca and C.A. Pampillo: Grain-boundary diffusivity via bulk diffusion measurements during grain-growth. Scripta Metall. Mater. 9, 1355 (1975).
A.F. Voter and S.P. Chen: Accurate interatomic potentials for Ni, Al and Ni3Al, in Characterization of Defects in Materials, edited by R.W. Siegel, J.R. Weertman, and R. Sinclair (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 82, Pittsburgh, PA, 1987), p. 175.
J.R. Morris, C.Z. Wang, K.M. Ho, and C.T. Chan: Melting line of aluminum from simulations of coexisting phases. Phys. Rev. B 49, 3109 (1994).
B. Schönfelder, D. Wolf, S.R. Phillpot, and M. Furtkamp: Molecular-dynamics method for the simulation of grain-boundary migration. Interface Sci. 5, 245 (1997).
M.T. Lusk and P.D. Beale: Grain-boundary free energy in an assembly of elastic disks. Phys. Rev. E 69, 026117 (2004).
B.L. Adams, D. Kinderlehrer, W.W. Mullins, A.D. Rollett, and S. Ta’asan: Extracting the relative grain boundary free energy and mobility functions from the geometry of microstructures. Scripta Mater. 38, 531 (1998).
W. Meyer, and Z. Neldel: Relationship between the energy constant α and the mass constant ϵ in the conductivity-temperature formula for oxydic semiconductors. Z. Tech. Phys. 12, 588 (1937).
G. Boisvert, L.J. Lewis, and A. Yelon: Many-body nature of the Meyer–Neldel compensation law for diffusion. Phys. Rev. Lett. 75, 469 (1995).