Atomistic simulation of self-diffusion in nickel grain boundaries

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The self-diffusion coefficient for symmetrical tilt boundaries and for the general type of grain boundaries in nickel has been calculated by atomistic simulation methods. The special tilt grain boundaries have been simulated in the bicrystal model, and the general type of grain boundaries in the nanocrystal model. The self-diffusion coefficient is presented as a temperature dependence. The activation energies of self-diffusion have been determined.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

M. Urazaliev

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: urazaliev@imp.uran.ru
Ресей, Ekaterinburg

M. Stupak

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: urazaliev@imp.uran.ru
Ресей, Ekaterinburg

V. Popov

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: urazaliev@imp.uran.ru
Ресей, Ekaterinburg

Әдебиет тізімі

  1. Кульков В.Г. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 9. С. 1232; Kul’kov V.G. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 9. P. 1043.
  2. Звягинцева А.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 9. С. 1290; Zvyginceva A.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 9. P. 1097.
  3. Mishin Y., Herzig C. // Mater. Sci. Eng. A. 1999. V. 260. P. 55.
  4. Kaur I., Mishin Y., Gust W. Fundamentals of grain and interphase boundary diffusion. John Wiley, 1995. 5536 p.
  5. Budke E., Herzig C., Prokofjev S., Shvindlerman L.S. // Mater. Sci. Forum. 1996. V. 207. P. 465.
  6. Suzuki A., Mishin Y. // Interface Sci. 2003. V. 11. P. 131.
  7. Nomura M., Adams J.B. // J. Mater. Res. 1992. V. 7. P. 3202.
  8. Keblinski P., Wolf D., Phillpot S.R., Gleiter H. // Philos. Mag. A. 1999. V. 79. P. 2735.
  9. Sorensen M.R., Mishin Y., Voter A.F. // Phys. Rev. B. 2000. V. 62. No. 6. P. 3658.
  10. Mendelev M.I., Zhang H., Srolovitz D.J. // J. Mater. Res. 2005. V. 20. P. 1146.
  11. Mishin Y., Asta M., Li J. // Acta Mater. 2010. V. 58. P. 1117.
  12. Bai X.M., Voter A.F., Hoagland R.G. et al. // Science. 2010. V. 327. P. 1631.
  13. Bai X.M., Vernon L.J., Hoagland R.G. et al. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. P. 214103.
  14. Uberuaga B.P., Vernon L.J., Martinez E., Voter A.F. // Sci. Reports. 2015. V. 5. No. 1. P. 9095.
  15. Mohammadzadeh R., Mohammadzadeh M. // J. Appl. Phys. 2018. V. 124. Art. No. 035102.
  16. Wang Y.J., Gao G.J.J., Ogata S. // Phys Rev. B. 2013. V. 88. Art. No. 115413.
  17. Mohammadzadeh M., Mohammadzadeh R. // Comput. Mater. Sci. 2017. V. 129. P. 239.
  18. Mohammadzadeh R. // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. No. 13. P. 135103.
  19. Bokstein B.S. // NSMs. 1995. V. 6. P. 873.
  20. Yamakov P.V., Wolf D., Phillpot S.R., Gleiter H. // Acta Mater. 2002. V. 50. No. 1. P. 61.
  21. Shvindlerman L. S., Gottstein G., Ivanov V. A. et al. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 7725.
  22. Plimpton S. // J. Comput. Phys. 1995. V. 117. No. 1. P. 1.
  23. Stukowski A. // Mater. Sci. Eng. 2010. V. 18. Art. No. 015012.
  24. Семенов М.Ю., Королев И.П., Арестов В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 7. С. 948; Semenov M.Yu., Korolev I.P., Arestov V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 7. P. 728.
  25. Stoller R.E., Tamm A., Béland L.K. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2016. V. 12. No. 6. P. 2871.
  26. Уразалиев М.Г., Ступак М.Е., Попов В.В. // Физ. металл. металловед. 2021. Т. 122. С. 713; Urazaliev M.G., Stupak M.E., Popov V.V. // Phys. Metals. Metallogr. 2021. V. 122. P. 665.
  27. Polyak B.T. // USSR Comput. Math. Math. Phys. 1969. V. 9. No. 4. P. 94.
  28. Tschopp M.A., Solanki K.N., Gao F. et al. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. Art. No. 064108.
  29. Nosé S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. No. 1. P. 511.
  30. Hoover W.G., Holian B.L. // Phys. Lett. Sect. A. 1996. V. 211. P. 253.
  31. Hirel P. // Comput. Phys. Comm. 2015. V. 197. P. 212.
  32. Wagih M., Schuh C.A. // Scripta Mater. 2023. V. 237. Art. No. 115716.
  33. Starikov S., Mrovec M., Drautz R. // Acta Mater. 2020. V.188. P. 560.
  34. Frolov T., Olmsted D., Asta M. et al. // Nature Commun. 2013. V. 4. No. 1. Art. No. 1899.
  35. Maxwell-Garnett J.C., Larmor J.Xii // Philos. Trans. Royal Soc. Lond. A. Contain. Pap. Math. Phys. Char. 1904. V. 203. No. 359–371. P. 385.
  36. Hart E.W. // Acta Metallurg. 1957. V. 5. No. 10. P. 597.
  37. Faken D., Jónsson H. // Comput. Mater. Sci. 1994. V. 2. No. 2. P. 279.
  38. Fultz B., Frase H. // Hyperfine Interact. 2000. V. 130. P. 81.
  39. Canon R.F, Stark J.P. // J. Appl. Phys. 1969. V. 40. No. 11. P. 4366.
  40. Бокштейн С.З., Кишкин С.Т., Мишин Ю.М., Разумовский И.М. // Докл. АН СССР. 1985. Т. 280. № 5. C. 1125.
  41. https://drive.google.com/drive/folders/117hFltef46fj3GGeHexiGVwocHSHv4J-?usp=drive_link
  42. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.23789.60641

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. The model of a nickel bicrystal (a) and nanocrystal (b) used in this work, visualized using the CNA structure analyzer [37] in the OVITO program. The fcc lattice of nickel atoms is shown in green, while the bcc and hcp lattices are blue and red, respectively. The remaining atoms (grain boundary network) are shown in gray.

Жүктеу (27KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. The structure of the GBs studied in this work: Σ 9(114) (a), Σ 11(113) (b), Σ 3(111) (c), Σ 11(332) (d), Σ 9(221) (e). The structure was visualized using the CNA structure analyzer [37] in the OVITO program. The fcc lattice of nickel atoms is shown in green, while the bcc and hcp lattices are blue and red, respectively. The remaining atoms (grain boundary network) are shown in gray, and the hcp lattice is shown in red.

Жүктеу (87KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. An example of the trajectory of atomic displacement at a temperature of 1100 K in the Σ 11(113) GB from different angles (a, b), in a nanocrystal (c) and a graph of the dependence of the mean square displacement (d, d) for a bicrystal and a nanocrystal, respectively. The displacements are visualized using the Displacement vector modifier in the OVITO program.

Жүктеу (83KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Temperature dependence of the self-diffusion coefficient in the nickel GBs studied in this work.

Жүктеу (35KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».