The Effect of Light-Element Impurity Atoms on Grain Boundary Diffusion in FCC Metals: A Molecular Dynamics Simulation


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The effect of carbon and oxygen impurity atoms on diffusion along the tilt grain boundaries with 〈100〉 and 〈111〉 misorientation axis in metals with FCC lattice was studied by the molecular dynamics method. Ni, Ag, and Al were considered as metals. Metal atom interaction was described by many particle Clery-Rosato potentials constructed within the framework of tight binding model. To describe interactions of light-element impurity atoms with metal atoms and impurity atoms, Morse pair potentials were used. According to obtained results, impurities in most cases lead to an increase in self-diffusion coefficient along the grain boundaries, which is caused by crystal lattice deformation near the impurity atoms. Therefore, additional distortions and free volume are formed along the boundaries, which is more expressed for carbon impurities. Moreover, with an increase in carbon concentration in the metal, an increase in coefficient of grain-boundary self-diffusion was observed first, and then followed by a decrease. This behavior is explained by aggregate formation of carbon atoms at grain boundary, which leads to partial blocking of the boundary. Oxygen atoms had smaller effect on diffusion along the grain boundaries, which is apparently explained by the absence of aggregates and lesser deformation of crystal lattice forming around impurity. The greatest impurity effect on self-diffusion along the grain boundaries among the examined metals was observed for nickel. Nickel has the smallest lattice parameter, and impurity atoms deform its lattice around itself more than aluminum and silver. Therefore, they create relatively more lattice distortions in it and additional free volume along the grain boundaries, which lead to an increase in diffusion permeability. Diffusion coefficients along the high-angle boundaries with misorientation angle of 30° turned out to be approximately two times higher than along low-angle boundaries with a misorientation angle of 7°. Diffusion along the 〈100〉 grain boundaries flowed more intensively than along the 〈111〉 boundaries.

Об авторах

G. Poletaev

Altai State Technical University named after I.I. Polzunov

Автор, ответственный за переписку.
Email: gmpoletaev@mail.ru
Россия, Barnaul, 656038

I. Zorya

Siberian State Industrial University

Email: genphys@mail.ru
Россия, Novokuznetsk, 654007

R. Rakitin

Altai State University

Email: genphys@mail.ru
Россия, Barnaul, 656049

M. Starostenkov

Altai State Technical University named after I.I. Polzunov

Автор, ответственный за переписку.
Email: genphys@mail.ru
Россия, Barnaul, 656038

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2019

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».