Влияние примесных атомов водорода на энергетические характеристики кристаллических решеток Ni, Al и Ni3Al
УДК 94(47):379.822
Аннотация
В настоящей работе проведено всестороннее исследование влияния механической деформации кристаллической решетки и присутствия внедренных атомов водорода на энергетическую стабильность кристаллических структур никеля, алюминия и интерметаллида Ni3Al. Представленные материалы благодаря своим свойствам являются ключевыми компонентами в передовых технологиях, включая водородную энергетику, авиакосмическую и ядерную промышленность. В условиях эксплуатации данные материалы подвергаются как механическим нагрузкам, так и воздействию водорода, что может приводить к критическим изменениям их структурной целостности и механической прочности, например, через явление водородного охрупчивания. С помощью метода молекулярной динамики было детально проанализировано изменение потенциальной энергии решетки при приложении упругой деформации в диапазоне 1-5 %. Исследована зависимость расположения водорода в тетраэдрических и октаэдрических порах. Установлена количественная разница между влиянием водорода на потенциальную энергию при его нахождении в тетраэдрических и октаэдрических пустотах.
Скачивания
Литература
Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
Fukai Y. The Meta1-Hydrogen System. Ber1in: Springer, 2005. 450 p.
Kirchheim R. Reducing Grain Boundary, Dis1ocation Line аnd Vacancy Formation Energies by So1ute Segregation: I. Theoretica1 background // Acta Materia1ia. 2007. Vo1. 55. No 15. P. 5129-5138.
Sofronis P., Birnbaum H.K. Mechanics of the Hydrogen-Dis1ocation Interaction in FCC Meta1s // Journa1 of the Mechanics and Physics of So1ids. 1988. Vo1. 36. No 1. P. 49-90.
Zhao J., Zhang X., LiY. Hydrogen Embritt1ement Mechanisms in High-Strength Stee1s // Acta Materia1ia. 2020. Vo1. 183. P. 10-18.
Baskes M.I., Ange1o J.E., Moody N.R. Atomistic Ca1cu-1ations of Hydrogen Interactions with №зА1 Grain Boundaries and №/№зА1 Interfaces // Hydrogen Effects in Materia1s: Proceedings of the Fifth Internationa1 Conference / eds. Moran, W.Y., USA, 1994. Warrenda1e, PA: The Minera1s, Meta1s & Material Society (TMS), 1996. P 77-90.
Белащенко Д.К., Островский О.И. Применение модели погруженного атома к жидким металлам. Жидкие галлий и висмут // Журнал физической химии. 2006. Т. 80, № 4. С. 602-615.
Белащенко Д.К. Применение модели погруженного атома к жидким металлам. Жидкое железо // Журнал физической химии. 2006. Т. 80, № 5. С. 872-883.
Белащенко Д.К. Применение модели погруженного атома к жидким металлам. Жидкий рубидий // Журнал физической химии. 2006. Т. 80, № 10. С. 1767-1777.
Callister W.D., Rethwisch D.G. Fundamentals of Materials Science and Engineering: an Integrated Approach. 4th ed. New York: John Wiley & Sons, 2013. 1200 p.
Robertson I.M., Sofronis P., Nagao A., et al. Hydrogen Embrittlement Understood // Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science. 2015. Vol. 46. No 3. P. 1085-1103. https://doi.org/10.1007/s11663-015-0325-y
Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1985. 215 с.
Fukai Y. The Metal-Hydrogen System Basic Bulk Properties. Springer Series in Materials Science. 2005. Vol. 21. P. 1-28. https://doi.org/10.1007/978-3-662-02801-8_1
Flanagan T.B., Clewley J.D. Hysteresis in Metal Hydrides // Journal of the Less Common Metals. 1982. Vol. 83. No 1. P. 127-141. https://doi.org/10.1016/0022-5088(82)90176-X
Wolverton C., Ozolins V., Asta M. Hydrogen in Aluminum: First-Principles Calculations of Structure and Thermodynamics // Physical Review B. 2004. Vol. 69, No 14. P. 144109.
Griessen R., Driessen A. Heat of Formation of Hydrides // Physical Review B. 1984. Vol. 30, No. 8. P. 4372-4381.
Copyright (c) 2026 Денис Игоревич Зюзин, Артем Владимирович Маркидонов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
