Ab initio моделирование энергии растворения и энергии связи водорода с 3sp-, 3d- и 4d-примесями в ОЦК-железе
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), РФФИ, 20-43- 740004 р_а_Челябинск
Ракитин М.С.1,2, Мирзоев А.А.
1
1Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Челябинск, Россия
2Брукхейвенская Национальная Лаборатория, Аптон, Нью-Йорк, США
Email: mrakitin@bnl.gov, mirzoevaa@susu.ru
Поступила в редакцию: 18 февраля 2021 г.
В окончательной редакции: 18 февраля 2021 г.
Принята к печати: 25 февраля 2021 г.
Выставление онлайн: 11 апреля 2021 г.
Фундаментальное понимание локализации атомов H в стали - важный шаг к теоретическому описанию механизмов водородного охрупчивания на атомном уровне. Мы исследуем с помощью ab initio расчетов в рамках теории функционала плотности (DFT) влияние различных примесей замещения Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Pd и Cd на энергию растворения водорода в решетке ОЦК-железа. Выделены электронный и упругий вклады различных примесей в энергию растворения, проанализировано их влияние на энергию связи водорода и примесей. Показано существование линейной зависимости энергии растворения водорода от величины изменения электронной плотности внутри тетраэдрической поры, после внедрения в нее атома водорода. Полученные результаты позволили сформулировать ключевые механизмы управления локализацией водорода в ОЦК-железе легирующими примесями замещения. Ключевые слова: ab initio моделирование, водород, ОЦК-железо, примеси замещения энергия связи, энергия растворения.
- J.P. Hirth. Met. l. Trans. A 11, 861 (1980)
- A.R. Troiano. Trans. ASM 52, 54 (1960)
- H. Vehoff. In: Hydrogen in Metals III: Properties and Applications / Ed. H. Wipf. Springer, Berlin, Heidelberg. (1997). 215 p.
- Y. Fukai The Metal-Hydrogen System: Basic Bulk Properties. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg. (2005). 202 p
- H.K. Birnbaum, P. Sofronis. Mater. Sci. Eng. A 176, 191 (1994)
- S.P. Lynch. Met. Trans. 3, 189 (1979)
- I.M. Bernstein, A.W. Thompson. In: Hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking / Ed. R. Gibala, R.F. Hehemann. Am. Soc. Met. Met. Park, OH. (1984). 135 p
- W. Gerberich. In: Modeling hydrogen induced damage mechanisms in metals. Gaseous Hydrogen Embrittlement of Materials in Energy Technologies / Ed. R.P. Gangloff, B.P. Somerday. Woodhead Publishing Limited. 209 (2012). 209 p
- N. Nanninga, A. Slifka, Y. Levy, C. White. J. Res. Nat. Institute Standards Technology 115, 6, 437 (2010).
- S.M. Myers, M.I. Baskes, H.K. Birnbaum, J.W.Corbett, G.G. DeLeo, S.K. Estreicher, E.E. Haller, P. Jena, N.M. Johnson, R. Kirchheim, S.J. Pearton, M.J. Stavola. Rev. Mod. Phys. 64, 559 (1992)
- D.A. Mirzaev, A.A. Mirzoev, K.Yu. Okishev, M.S. Rakitin. Mol. Phys. 110, 1299 (2012)
- Д.А. Мирзаев, А.А. Мирзоев, М.С. Ракитин. Вестн. ЮУрГУ. Сер. Металлургия 16, 4, 40 (2016)
- W.A. Counts, C. Wolverton, R. Gibala. Acta Materialia 58, 4730 (2010)
- D. Psiachos, T. Hammerschmidt, R.Drautz. Acta Materialia 59, 4255 (2011)
- J.K. Norskov, F. Besenbacher. J. Less Commun Met. 130, 475 (1987)
- P. Jena, R.M. Nieminen, M.J. Puska, M. Manninen. Phys. Rev. B. 3, 7612 (1985)
- G. Kresse, J. Furthmuller. Phys. Rev. B 54, 16, 11169 (1996).
- J. Hafner. J. Comput. Chem. 29, 13, 2044 (2008).
- P.E. Blochl. Phys. Rev. B 50, 24, 17953 (1994)
- J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 7, 3865 (1996)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.