铝铜合金晶界偏析微观机理的原子尺度研究

通过采用分子动力学/蒙特卡洛联合模拟方法模拟铝铜合金中的过剩溶质原子在晶界的偏析过程,从而揭示晶界偏析的原子尺度微观机理.研究发现,晶界偏析过程中存在置换偏析和间隙偏析两种原子迁移机制.间隙偏析主要发生在晶界缺陷如位错、台阶面、空位和结构单元的空隙中;而置换偏析主要发生在具有较高有序度的孪晶界中.两种偏析机制对晶界结构的影响完全不同,间隙机制对晶界结构的破环性小于置换机制,并能够形成比后者更高(可达6倍)的溶质偏析程度.研究结果揭示了过量的溶质原子被吸附到晶界的原子尺度微观机理,并阐明了晶间结构、晶界偏析机理和偏析动力学之间的内在联系....

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Published in中国有色金属学报（英文版） Vol. 35; no. 1; pp. 1 - 12
Main Authors 帅熊, 毛鸿, 唐赛, 孔毅, 杜勇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083%湖南理工学院机械工程学院,岳阳 414006%中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室,长沙 410083 2025
Subjects
grain boundaries segregation
晶界偏析
molecular dynamics simulation
晶间结构
分子动力学模拟
铝铜合金
蒙特卡洛模拟
Al-Cu alloy
Monte Carlo simulation
intergranular structure
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ISSN1003-6326
DOI10.1016/S1003-6326(24)66661-6

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Summary:通过采用分子动力学/蒙特卡洛联合模拟方法模拟铝铜合金中的过剩溶质原子在晶界的偏析过程,从而揭示晶界偏析的原子尺度微观机理.研究发现,晶界偏析过程中存在置换偏析和间隙偏析两种原子迁移机制.间隙偏析主要发生在晶界缺陷如位错、台阶面、空位和结构单元的空隙中;而置换偏析主要发生在具有较高有序度的孪晶界中.两种偏析机制对晶界结构的影响完全不同,间隙机制对晶界结构的破环性小于置换机制,并能够形成比后者更高(可达6倍)的溶质偏析程度.研究结果揭示了过量的溶质原子被吸附到晶界的原子尺度微观机理,并阐明了晶间结构、晶界偏析机理和偏析动力学之间的内在联系.
ISSN:1003-6326
DOI:10.1016/S1003-6326(24)66661-6