On Determination of Diffusion Coefficient of an Inclusion Attached to a Fixed Dislocation Using Its Thermal Motion Trajectory

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

In situ transmission electron microscopy observations showed that one or more liquid Pb nanoinclusions attached to fixed dislocation segment in an Al matrix exhibit quasi-one-dimensional thermal motion localized near the dislocation line as fixed segments are traps for the nanoinclusions. The use of longitudinal component of the trajectories of their thermal motion makes it possible to determine the diffusion coefficients of individual nanoinclusions in a wide range of temperatures and sizes. To determine the diffusion coefficients, the root–mean-square displacement of a one-dimensional Brownian oscillator under the action of a linear restoring force as a function of movement time, obtained by M. Smoluchowski, was used. However, this expression does not quite correctly describe the thermal motion of an inclusion attached to a dislocation segment fixed at its ends as this expression does not take into account the deceleration of inclusion near its fixed ends that leads to underestimation of the value of diffusion coefficient of the inclusion. In the present work, this equation is modified. The application of the modified equation demonstrates that it quite better describes the behavior of experimental dependences of a root mean squared displacement of liquid Pb nanoinclusions attached to fixed dislocation segments in Al matrix on movement time, than the equation used before. This made it possible to significantly increase the accuracy of determination of diffusion coefficients of the nanoinclusions.

Sobre autores

S. Prokofjev

Osipyan Institute of Solid–State Physics RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: prokof@issp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

Bibliografia

  1. Prokofjev S., Zhilin V., Johnson E., Levinsen M., Dahmen U. // Def. Diff. Forum. 2005. V. 237–240. Part II. P. 1072. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/ddf.237-240.1072
  2. Johnson E., Prokofiev S., Zhilin V., Dahmen U. // Z. Metallkd. 2005. V. 96. № 10. P. 1171. https://www.doi.org/10.1515/ijmr-2005-0202
  3. McAlister A.J. // Bull. Alloy Ph. Diagrams. 1984. V. 5. № 1. P. 69. https://www.doi.org/10.1007/BF02868728
  4. Прокофьев С.И., Жилин В.М., Johnson E., Dahmen U. // Изв. РАН: Сер. физическая. 2007. Т. 71. № 12. С. 1705.
  5. Prokofjev S.I., Zhilin V.M., Johnson E., Dahmen U. // Def. Diff. Forum. 2007. V. 264. P. 55. https://www.doi.org/10.4028/3-908451-41-8.55
  6. Prokofjev S.I., Johnson E. // J. Phys. Commun. 2017. V. 1. № 5. P. 055001. https://www.doi.org/10.1088/2399-6528/aa97c4
  7. Prokofjev S.I., Johnson E. // Phil. Mag. 2023. V. 103. № 1. P. 1. https://www.doi.org/10.1080/14786435.2022.2118383
  8. Prokofjev S.I. // Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simulat. 2024. V. 137. № 10. P. 108159. https://www.doi.org/10.1016/j.cnsns.2024.108159
  9. Prokofjev S.I., Zhilin V.M., Johnson E., Dahmen U. // J. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 3894. https://www.doi.org/10.1007/s10853-007-2409-9
  10. Прокофьев С.И., Johnson E., Жилин В.М., Dahmen U. // Материаловедение. 2010. № 5 (138). C. 2.
  11. Johnson E., Andersen H.H., Dahmen U. // Microsc. Res. Techn. 2004. V. 64. P. 356. https://www.doi.org/10.1002/jemt.20097
  12. Dahmen U., Radetic T., Turner J., Prokofiev S., Levinsen M.T., Johnson E. // Microsc. Microanal. 2002. V. 8. P. 1426.
  13. Radetic T., Johnson E., Olmsted D.L., Yang Y., Laird B.B., Asta M., Dahmen U. // Acta Mater. 2017. V. 14. P. 427. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2017.09.040
  14. Prokofjev S.I., Johnson E., Zhilin V.M., Dahmen U. // Adv. Sci. Technol. 2006. V. 46. P. 98. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AST.46.98
  15. Johnson E., Levinsen M.T., Steenstrup S., Prokofiev S., Zhilin V., Dahmen U., Radetic T. // Phil. Mag. 2004. V. 84. № 25–26. P. 2663. https://www.doi.org/10.1080/14786430410001671412
  16. Johnson E., Steenstrup S., Levinsen M., Prokofiev S.I., Zhilin V., Dahmen U. // J. Mater. Sci. 2005. V. 40. № 12. P. 3115. https://www.doi.org/10.1007/s10853-005-2672-6
  17. Smoluchowski M. // Bull. Int. de l’Acad. de Cracovie A. 1913. P. 418.
  18. Smoluchowski M. // Sitzungsber. Kais. Akad. Wissensch. Wien (IIa). 1914. B. 123. S. 2381.
  19. Einstein A. // Ann. d. Phys. 1905. B. 17. S. 549.
  20. Wright R.N., van Stelen C.D. // J. Nucl. Mater. 1993. V. 206. P. 87. https://www.doi.org/10.1016/0022-3115(93)90237-S
  21. Ono K., Furuno S., Kanamito S., Hojou K. // Phil. Mag. Lett. 1997. V. 75. № 2. P. 59. https://www.doi.org/10.1080/095008397179750

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

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».