Молекулярно-динамическое исследование взаимодействия примесных атомов углерода, азота и кислорода с собственными межузельными атомами в никеле, серебре и алюминии

Abstract

С помощью метода молекулярной динамики изучено взаимодействие примесных атомов углерода, азота и кислорода с собственными межузельными атомами в ГЦК металлах: никеле, серебре и алюминии. Найдено, что собственный межузельный атом мигрирует в кристаллической решетке посредством двух механизмов: гантельного и краудионного. При этом для первого механизма, который заключается в смещении на одно межатомное расстояние и поворот гантели , характерны ломаные траектории миграции атомов, для второго — прямые вдоль плотно-упакованных направлений в кристалле.Рассчитаны энергии связи примесных атомов с собственными межузельными атомами в Ni, Ag и Al. Показано, что примесные атомы являются эффективными «ловушками» для сравнительно быстро мигрирующих в кристалле межузельных атомов. При взаимодействии межузельного атома и атома примеси межузельный атом принимает гантельную конфигурацию с осью вдоль направления , а примесной атом располагается в ближайшей октаэдрической поре. Выяснено, что подвижность межузельных атомов существенно снижается из-за наличия примесей в металле. Введение 10 % атомов примеси приводило к росту энергии миграции межузельных атомов в несколько раз. При этом вклад краудионного механизма заметно снижался, а гантельного — повышался.

Keywords

• молекулярная динамика
• металл
• межузельный атом
• примесь
• энергия связи
• диффузия
• механизм диффузии