第一性原理计算Si和Ga掺杂对BCC-Fe广义层错能的影响 |
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引用本文: | 陈溥芃,王洋,张元祥,方烽,张晓明.第一性原理计算Si和Ga掺杂对BCC-Fe广义层错能的影响[J].钢铁研究学报,2023(3):347-354. |
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作者姓名: | 陈溥芃 王洋 张元祥 方烽 张晓明 |
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作者单位: | 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金青年基金资助项目(52104372);;中央高校基本科研业务费资助项目(N2107001);;国家博士后科学基金面上资助项目(2019M651129); |
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摘 要: | 采用第一性原理计算了BCC-Fe以及BCC-Fe分别掺杂硅(Si)、镓(Ga)后{112}<111>滑移系的广义层错能。结果表明:Si和Ga均会降低BCC-Fe的广义层错能,对广义层错能曲线峰值的降低幅度分别为8.48%和10.27%;不同元素掺杂也会影响层错发生的位置,Si掺杂的BCC-Fe趋向于在Si原子所在的{112}面发生<111>方向的层错,而Ga掺杂的BCC-Fe更趋向于在与Ga原子近邻的{112}面发生<111>方向的层错。此外,BCC-Fe上下层沿着{112}<111>滑移系错动2/3bp(bp=1/2<111>)时,会形成薄层孪晶结构,使2/3bp处的广义层错能显著降低。与错动1bp后形成的完美晶体相比,薄层孪晶为亚稳定状态,可通过相邻的{112}平行晶面逐层错动2/3bp,从而生成多层孪晶来进一步降低层错能,一定程度上解释了Fe-Si、Fe-Ga合金中发现大量∑3孪晶界的现象。
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关 键 词: | BCC-Fe {112}<111>滑移系 广义层错能 薄层孪晶 第一性原理 局域电荷密度 |
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