Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2023, выпуск 2 » Статья стр. 221
<<<>>>
Изменение параметров образования вакансий и самодиффузии в различных полиморфных модификациях железа
DOI: 10.21883/JTF.2023.02.54496.190-22
Переводная версия: 10.21883/TP.2023.02.55474.190-22
Магомедов М.Н. 1
1Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур РАН, Махачкала, Россия
Email: mahmag4@mail.ru
Поступила в редакцию: 25 июля 2022 г.
В окончательной редакции: 29 ноября 2022 г.
Принята к печати: 29 ноября 2022 г.
Выставление онлайн: 14 января 2023 г.
PDF версия
Аналитическим методом, основанным на парном четырехпараметрическом потенциале межатомного взаимодействия Ми-Леннард-Джонса, проведен расчет активационных параметров для различных структур железа. В рамках единого метода рассчитаны все параметры активационных процессов: энергия Гиббса, энтальпия, энтропия и объем как для процесса образования электронейтральных вакансий, так и для процесса самодиффузии атомов. Рассчитаны изобарные температурные зависимости указанных активационных параметров для объемно центрированной кубической (ОЦК) и гранецентрированной кубической (ГЦК) структур железа от T=10 до 1810 K вдоль двух изобар: P=0 и 10 GPa. Показано, что при температуре α-γ-перехода (1184 K) активационные параметры уменьшаются при изобарном переходе из ОЦК в ГЦК структуру. При температуре γ-delta-перехода (1667 K) активационные параметры возрастают при переходе из ГЦК в ОЦК структуру. С ростом давления величина скачков для энергии Гиббса и энтальпии активационного процесса увеличивается, а для энтропии и объема активационного процесса уменьшается. Показано, что при низких температурах из-за квантовых закономерностей активационные параметры сильно зависят от температуры, причем энтропия активационного процесса в этой области отрицательная. В области высоких температур получено хорошее согласие с известными из литературы экспериментальными оценками активационных параметров для различных структур железа. Ключевые слова: вакансия, самодиффузия, межатомный потенциал, железо, структура, фазовый переход.
  1. P.I. Dorogokupets, A.M. Dymshits, K.D. Litasov, T.S. Sokolova. Scientific Reports, 7 (1), 1 (2017). DOI: 10.1038/srep41863
  2. S.J. Turneaure, S.M. Sharma, Y.M. Gupta. Phys. Rev. Lett., 125 (21), 215702 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.215702
  3. P.A. Korzhavyi, I.A. Abrikosov, B. Johansson, A.V. Ruban, H.L. Skriver. Phys. Rev. B, 59 (18), 11693 (1999). DOI: 10.1103/PhysRevB.59.11693
  4. И.В. Валикова, А.В. Назаров. Физика металлов и металловедение, 109 (3), 237 (2010). [I.V. Valikova, A.V. Nazarov. Phys. Metals Metallography, 109 (3), 220 (2010). DOI: 10.1134/S0031918X10030026]
  5. R. Nazarov, T. Hickel, J. Neugebauer. Phys. Rev. B, 85 (14), 144118 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevB.85.144118
  6. B.H. Zhang. AIP Advances, 4 (1), 017128 (2014). DOI: 10.1063/1.4863462
  7. B. Medasani, M. Haranczyk, A. Canning, M. Asta. Comp. Mater. Sci., 101, 96 (2015). DOI: 10.1016/j.commatsci.2015.01.018
  8. Y. Gong, B. Grabowski, A. Glensk, F. Kormann, J. Neugebauer, R.C. Reed. Phys. Rev. B, 97 (21), 214106 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevB.97.214106
  9. P.-W. Ma, S.L. Dudarev. Phys. Rev. Mater., 3 (6), 063601 (2019). DOI: 10.1103/physrevmaterials.3.063601
  10. A. Schneider, C.C. Fu, F. Soisson, C. Barreteau. Phys. Rev. Lett., 124 (21), 215901 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.215901
  11. P.A. Varotsos, N.V. Sarlis, E.S. Skordas. Crystals, 12 (5), 686 (2022). DOI: 10.3390/cryst12050686
  12. М.Н. Магомедов. ФТТ, 64 (4), 485 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.04.52189.240
  13. М.Н. Магомедов. ЖТФ, 83 (9), 56 (2013). [M.N. Magomedov. Tech. Phys., 58 (9), 1297 (2013). DOI: 10.1134/S106378421309020X]
  14. М.Н. Магомедов. ФТТ, 64 (7), 765 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.07.52559.319
  15. Л. Жирифалько. Статистическая физика твердого тела (Мир, М., 1975) [L.A. Girifalco. Statistical Physics of Materials (J. Wiley and Sons Ltd., NY., 1973)]
  16. М.Н. Магомедов. ФТТ, 63 (2), 191 (2021). DOI: 10.21883/FTT.2021.02.50462.209 [M.N. Magomedov. Physics Solid State, 63 (2), 215 (2021). DOI: 10.1134/S1063783421020165]
  17. С.И. Новикова. Тепловое расширение твердых тел (Наука, М., 1974)
  18. D.R. Wilburn, W.A. Bassett. American Mineralogist, 63 (5--6), 591 (1978). https://pubs.geoscienceworld.org/msa/ ammin/article-abstract/63/5-6/591/40926
  19. Y. Shibazaki, K. Nishida, Y. Higo, M. Igarashi, M. Tahara, T. Sakamaki, H. Terasaki, Y. Shimoyama, S. Kuwabara, Y. Takubo, E. Ohtani. American Mineralogist, 101 (5), 1150 (2016). DOI: 10.2138/am-2016-5545
  20. Z. Dong, W. Li, D. Chen, S. Schonecker, M. Long, L. Vitos. Phys. Rev. B, 95 (5), 054426 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevB.95.054426
  21. А.М. Балагуров, И.А. Бобриков, И.С. Головин. Письма в ЖЭТФ, 107 (9), 583 (2018). [A.M. Balagurov, I.A. Bobrikov, I.S. Golovin. JETP Lett., 107 (9), 558 (2018). DOI: 10.7868/S0370274X18090084]
  22. L.J. Swartzendruber. Bulletin of Alloy Phase Diagrams, 3 (2), 161 (1982). DOI: 10.1007/BF02892374
  23. U. Krause, J.P. Kuska, R. Wedell. Phys. Stat. Sol. (b), 151 (2), 479 (1989). DOI: 10.1002/pssb.2221510208
  24. К.Дж. Смитлз. Металлы: Справочное издание (Металлургия, М., 1980) [ Metals Reference Book, C.I. Smithells (Butterworth and Co. (Publishers) Ltd., London, 1976)]
  25. H.E. Schaefer. Phys. Stat. Sol. (a), 102 (1), 47 (1987). DOI: 10.1002/pssa.2211020104
  26. T. Heumann, R. Imm. J. Phys. Chem. Sol., 29 (9), 1613 (1968). DOI: 10.1016/0022-3697(68)90103-0
  27. P.R. Granfors, B.A. Fraass, R.O. Simmons. J. Low Temperature Phys., 67 (5/6), 353 (1987). DOI: 10.1007/BF00710349
  28. I. Iwasa. J. Phys. Society Jpn., 56 (5), 1635 (1987). DOI: 10.1143/JPSJ.56.1635
  29. M.I. Mendelev, B.S. Bokstein. Philosophical Magazine, 90 (5), 637 (2010). DOI: 10.1080/14786430903219020
  30. C.Z. Hargather, S.-L. Shang, Z.-K. Liu, Y. Du. Computational Mater. Sci., 86, 17 (2014). DOI: 10.1016/j.commatsci.2014.01.003
  31. Н.П. Кобелев, В.А. Хоник. ЖЭТФ, 153 (3), 409 (2018). DOI: 10.7868/S0044451018030070. [N.P. Kobelev, V.A. Khonik. JETP, 126 (3), 340 (2018). DOI: 10.1134/S1063776118030032]
  32. M. Senoo, H. Mii, I. Fujishiro, T. Takeuchi. Jpn. J. Appl. Phys., 12 (10), 1621 (1973). DOI: 10.1143/JJAP.12.1621
  33. S. Mukherjee, R.E. Cohen, O. Gulseren. J. Phys.: Condens. Matter., 15 (6), 855 (2003). DOI: 10.1088/0953-8984/15/6/312
  34. R.J. Borg, D.Y.F. Lai, O.H. Krikorian. Acta Metallurgica, 11 (8), 867 (1963). DOI: 10.1016/0001-6160(63)90056-7
  35. D.W. James, G.M. Leak. A J. Theor. Experiment. Appl. Phys., 14 (130), 701 (1966). DOI: 10.1080/14786436608211966
  36. М.Н. Магомедов. Письма в ЖТФ, 28 (10), 64 (2002). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. Lett., 28 (5), 430 (2002). DOI: 10.1134/1.1482758]
  37. М.Н. Магомедов. Письма в ЖТФ, 48 (12), 28 (2022). DOI: 10.21883/PJTF.2022.12.52675.19234

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme