Микроскопический механизм фазового перехода между ОЦК- и ГПУ-структурами в цирконии
Российский научный фонд, Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых, 21-72-10105
Синяков Р.И.1, Белов М.П.1
1Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
Email: sinyakov999@mail.ru
Поступила в редакцию: 3 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 19 апреля 2024 г.
Принята к печати: 21 апреля 2024 г.
Выставление онлайн: 22 мая 2024 г.
Методами ab initio расчетов исследован атомарный механизм трансформации между ОЦК- (β) и ГПУ- (α) фазами циркония при низкой температуре. Предложен точный двухпараметрический способ описания механизма трансформации по Бюргерсу, который учитывает различия величин равновесных объемов фаз, а также отличие величин степени тетрагональности c/a реальных гексагональных кристаллов от величины идеального соотношения. С использованием предложенного способа описания трансформации построена поверхность потенциальной энергии и определен путь минимальной энергии системы при β-α переходе в цирконии. Проанализировано влияние давления на форму энергетического ландшафта и пути трансформации кристаллической решетки в интервале от 0 до 25 GPa. Продемонстрировано, что использование однопараметрических методов описания ОЦК-ГПУ-трансформации кристаллической структуры может быть некорректным. Ключевые слова: цирконий, фазовые переходы, атомарный механизм трансформации, мартенситное превращение, давление.
- R. Vogel, W. Tonn, Z. Anorg. Allgem. Chem. 202, 1, 292 (1931)
- J. Zhang, Y. Zhao, C. Pantea, J. Qian, L.L. Daemen, P.A. Rigg, R.S. Hixson, C.W. Greeff, G.T. Gray, Y. Yang, L. Wang, Y. Wang, T. Uchida. J. Phys. Chem. Solids 66, 7, 1213 (2005)
- S. Sikka, Y. Vohra, R. Chidambaram. Prog. Mater. Sci. 27, 3--4, 245 (1982)
- H. Xia, S.J. Duclos, A.L. Ruoff, Y.K. Vohra. Phys. Rev. Lett. 64, 2, 204 (1990)
- S.G. Song, G.T. Gray III. Phil. Mag. A 71, 2, 275 (1995)
- Y. Zhao, J. Zhang, C. Pantea, J. Qian, L.L. Daemen, P.A. Rigg, R.S. Hixson, G.T. Gray, Y. Yang, L. Wang, Y. Wang, T. Uchida. Phys. Rev. B 71, 18, 184119 (2005)
- D.O. Northwood. Mater. Des. 6, 2, 58 (1985)
- V. Kalavathi, R.K. Bhuyan. Mater. Today: Proceed. 19, 781 (2019)
- R. Krishnan, M.K. Asundi. Proceed. Indian Acad. Sci. C. 4, 1, 41 (1981)
- W.G. Burgers. Physica 1, 7--12, 561 (1934)
- A. Akhtar. Metallurg. Transact. 7, 11, 1735 (1976)
- F. Willaime, C. Massobrio. Phys. Rev. Lett. 63, 20, 2244 (1989)
- P. Liu, C. Verdi, F. Karsai, G. Kresse. Phys. Rev. Mater. 5, 5, (2021)
- Y. Chen, K.M. Ho, B.N. Harmon. Phys. Rev. 37, 1, 283 (1988)
- M. Ekman, B. Sadigh, K. Einarsdotter, P. Blaha. Phys. Rev. 58, 9, 5296 (1998)
- J.B. Liu, D.D. Johnson. Phys. Rev. B 79, 13 (2009)
- B. Feng. M. Widom. Phys. Rev. B 98, 17 (2018)
- P.J. Craievich, J.M. Sanchez, R.E. Watson, M. Weinert. Phys. Rev. 55, 2, 787 (1997)
- V. Paidar, L.G. Wang, M. Sob, V. Vi tek. Mod. Simul. Mater. Sci. Eng. 7, 3, 369 (1999)
- M. Friak, M. v Sob. Phys. Rev. B 77, 17 (2008)
- G. Kresse, J. Hafner. Phys. Rev. B 47, 1, 558 (1993)
- G. Kresse, J. Furthmuller. Comput. Mater. Sci. 6, 1, 15 (1996)
- G. Kresse, J. Furthmuller. Phys. Rev. B 54, 16, 11169 (1996)
- P.E. Blochl. Phys. Rev. B 50, 24, 17953 (1994)
- G. Kresse, D. Joubert. Phys. Rev. B 59, 3, 1758 (1999)
- J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 18, 3865 (1996)
- M. Methfessel A.T. Paxton. Phys. Rev. B 40, 6, 3616 (1989)
- Wolfram Research, Inc., Mathematica, Version 13.3, Champaign, IL (2023)
- S. Anzellini, F. Bottin, J. Bouchet, A. Dewaele. Phys. Rev. 102, 18 (2020)
- E. Stavrou, L. Yang, P. Soderlind, D. Angstrem berg, H.B. Radousky, M.R. Armstrong, J.L. Belof, M. Kunz, E. Greenberg, V.B. Prakapenka, D.A. Young, Phys. Rev. B 98, 22 (2018)
- B.-T. Wang, P. Zhang, H. Liu, W. Li, P. Zhang. J. Appl. Phys. 109, 6 (2011)
- Y. Zhao, J. Zhang, C. Pantea, J. Qian, L.L. Daemen, P.A. Rigg, R.S. Hixson, G.T. Gray, Y. Yang, L. Wang, Y. Wang, T. Uchida. Phys. Rev. B 71, 18 (2005)
- Y. Akahama, M. Kobayashi, H. Kawamura. J. Phys. Soc. Jpn. 60, 10, 3211 (1991)
- P. Souvatzis, O. Eriksson, M.I. Katsnelson, S.P. Rudin. Phys. Rev. Lett. 100, 9, 095901 (2008)
- A.R. Kaufmann, T.T. Magel. Metallurgy Zirconium. 377 (1955)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.