Influencia del Carbono y el Oxígeno en la Estructura del Núcleo y el Estrés de Peierls de la Dislocación de Tornillo en Molibdeno
Autores: Wang, Zi-Qi; Li, Yu-Hao; Lu, Guang-Hong; Zhou, Hong-Bo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Plasticidad
Dureza
Metales
Dislocación
átomos de soluto
Intersticial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La plasticidad y dureza de los metales dependen en gran medida de cómo la dislocación interactúa con los átomos de soluto. Aquí, tomando el molibdeno (Mo) en estructura bcc como ejemplo, se ha determinado la interacción de los solutos intersticiales carbono (C) y oxígeno (O) con la dislocación de tornillo, y sus influencias en el movimiento de la dislocación, utilizando cálculos de primeros principios y modelos termodinámicos. Debido a la estructura atómica poco compacta y la variación de los estados electrónicos en el núcleo de la dislocación, C y O se segregarán del sistema en bloque a la región de la dislocación. Notablemente, la presencia de C/O en la dislocación induce la reconstrucción de la estructura del núcleo, de una configuración de núcleo fácil a una configuración de núcleo duro. Esto se origina en el hecho de que la estructura de núcleo duro proporciona un volumen disponible mayor en el sitio intersticial que la estructura de núcleo fácil y, por lo tanto, facilita la disolución de C y O. Más importante aún, la adición de C/O en la dislocación aumenta significativamente las tensiones de Peierls y las entalpías de formación de doble quiebre de la dislocación de tornillo en Mo, de 1.91 GPa y 1.18 eV para la dislocación libre de C/O a 5.63/4.69 GPa y 1.77/1.58 eV para la dislocación saturada de C/O. Por lo tanto, estos solutos intersticiales tienen un efecto de anclaje en el movimiento de la dislocación, y este efecto se vuelve más fuerte con niveles de segregación más altos. Este trabajo revela el profundo efecto de los solutos intersticiales en las propiedades del núcleo de la dislocación y proporciona un factor fundamental para explicar los fenómenos relacionados con los solutos intersticiales en metales bcc.
Descripción
La plasticidad y dureza de los metales dependen en gran medida de cómo la dislocación interactúa con los átomos de soluto. Aquí, tomando el molibdeno (Mo) en estructura bcc como ejemplo, se ha determinado la interacción de los solutos intersticiales carbono (C) y oxígeno (O) con la dislocación de tornillo, y sus influencias en el movimiento de la dislocación, utilizando cálculos de primeros principios y modelos termodinámicos. Debido a la estructura atómica poco compacta y la variación de los estados electrónicos en el núcleo de la dislocación, C y O se segregarán del sistema en bloque a la región de la dislocación. Notablemente, la presencia de C/O en la dislocación induce la reconstrucción de la estructura del núcleo, de una configuración de núcleo fácil a una configuración de núcleo duro. Esto se origina en el hecho de que la estructura de núcleo duro proporciona un volumen disponible mayor en el sitio intersticial que la estructura de núcleo fácil y, por lo tanto, facilita la disolución de C y O. Más importante aún, la adición de C/O en la dislocación aumenta significativamente las tensiones de Peierls y las entalpías de formación de doble quiebre de la dislocación de tornillo en Mo, de 1.91 GPa y 1.18 eV para la dislocación libre de C/O a 5.63/4.69 GPa y 1.77/1.58 eV para la dislocación saturada de C/O. Por lo tanto, estos solutos intersticiales tienen un efecto de anclaje en el movimiento de la dislocación, y este efecto se vuelve más fuerte con niveles de segregación más altos. Este trabajo revela el profundo efecto de los solutos intersticiales en las propiedades del núcleo de la dislocación y proporciona un factor fundamental para explicar los fenómenos relacionados con los solutos intersticiales en metales bcc.