Влияние ориентации межфазной границы Ti-Al на скорость взаимной диффузии при твердом и жидком состояниях алюминия: молекулярно-динамическое моделирование
Полетаев Г.М.
1, Ракитин Р.Ю.
21Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, Барнаул, Россия
2Алтайский государственный университет, Барнаул, Россия
Email: gmpoletaev@mail.ru, movehell@gmail.com
Поступила в редакцию: 27 ноября 2021 г.
В окончательной редакции: 27 ноября 2021 г.
Принята к печати: 10 декабря 2021 г.
Выставление онлайн: 20 января 2022 г.
Методом молекулярной динамики проведено исследование влияния ориентации межфазной границы Ti-Al на интенсивность взаимной диффузии при твердофазном и твердо-жидкофазном контактах. Рассматривалось четыре ориентации границы относительно решеток Ti (ГПУ) и Al (ГЦК) : (0001) : (111), (0001) : (001), (1010) : (111), (1011) : (001). При твердофазном контакте важным феноменом, оказывающим влияние на интенсивность взаимной диффузии, оказалось образование, вследствие несовпадения решеток Ti и Al, границы зерен в Al, параллельной межфазной границе. Данная граница являлась одновременно основным источником и стоком структурных дефектов, в том числе вакансий, необходимых для протекания диффузии. В случае твердо-жидкофазного контакта, после плавления алюминия, часть его вблизи межфазной границы оставалась в кристаллическом состоянии, повторяя решетку титана. То есть граница между кристаллом и жидким металлом сдвигалась на две-три атомные плоскости вглубь алюминия. Для рассматриваемых ориентаций были получены концентрационные кривые после моделирования взаимной диффузии при разных температурах. Более пологие части кривых, отвечающие за диффузию атомов Ti вглубь жидкого Al, оказались для всех ориентаций схожими. Однако части, относящиеся к диффузии атомов Al в кристаллический Ti, имели отличия: интенсивнее диффузия атомов Al в Ti протекала при ориентации границы (0001) и медленнее при ориентациях (1010) и (1011). Ключевые слова: молекулярная динамика, диффузия, межфазная граница, титан, алюминий.
- Y.W. Kim. J. Mineral. Met. Mater. Soc. 46, 30 (1994)
- F. Appel, P.A. Beaven, R. Wagner. Acta Metallurg. Mater. 41, 1721 (1993)
- J. Lapin. Proc.Met. (Tanger, Ostrava) 19, 21.5, 2019 (2009)
- T. Tetsui. Rare Met. 30, 294 (2011)
- T. Voisin, J.-P. Monchoux, A. Couret. In: Spark Plasma Sintering of Materials / Ed. P. Cavaliere. Springer, Cham (2019). P. 713
- Q. Wu, J. Wang, Y. Gu, Y. Guo, G. Xu, Y. Cui. J. Phase Equilibria Diffusion 39, 724 (2018)
- N. Thiyaneshwaran, K. Sivaprasad, B. Ravisankar. Sci. Rep. 8, 16797 (2018)
- H. Wu, Sh. Zhang, H. Hu, J. Li, J. Wu, Q. Li, Zh. Wang. Intermetallics 110, 106483 (2019)
- J.-G. Luo, V.L. Acoff. Welding J. 79, 239-s (2000)
- Г.М. Полетаев. ЖЭТФ 160, 4, 527 (2021)
- Г.М. Полетаев, Ю.В. Бебихов, А.С. Семенов, М.Д. Старостенков. Письма о материалах 11, 4, 438 (2021)
- R.R. Zope, Y. Mishin. Phys. Rev. B 68, 024102 (2003)
- Y.-K. Kim, H.-K. Kim, W.-S. Jung, B.-J. Lee. Comput. Mater. Sci. 119, 1 (2016)
- Q.-X. Pei, M.H. Jhon, S.S. Quek, Z. Wu. Comput. Mater. Sci. 188, 110239 (2021)
- Г.М. Полетаев, Р.Ю. Ракитин. ФТТ 63, 5, 582 (2021)
- Г.М. Полетаев, И.В. Зоря. Письма в ЖТФ 46, 12, 6 (2020)
- Г.М. Полетаев, А.В. Санников, А.А. Бердыченко, М.Д. Старостенков. Физика и механика материалов 22, 1, 15 (2015)
- Q. Bizot, O. Politano, A.A. Nepapushev, S.G. Vadchenko, A.S. Rogachev, F. Baras. J. Appl.Phys. 127, 145304 (2020)
- M.I. Mendelev, F. Zhang, H. Song, Y. Sun, C.Z. Wang, K.M. Ho. J. Chem. Phys. 148, 214705 (2018)
- H.Y. Zhang, F. Liu, Y. Yang, D.Y. Sun. Sci. Rep. 7, 10241 (2017)
- M.I. Mendelev, M.J. Rahman, J.J. Hoyt, M. Asta. Mod. Simylation Mater. Sci. Eng. 18, 074002 (2010)
- D.Y. Sun, M. Asta, J.J. Hoyt. Phys. Rev. B 69, 024108 (2004)
- C.L. Liu, J.M. Cohen, J.B. Adams, A.F. Voter. Surf. Sci. 253, 334 (1991)
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.