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液态金属脆化特异性的原子弱相互作用判据
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2022-07-04 , DOI: 10.1038/s41598-022-10593-2
Masatake Yamaguchi 1, 2, 3 , Tomohito Tsuru 3, 4 , Mitsuhiro Itakura 5 , Eiji Abe 2, 6
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液态金属脆化 (LME) 发生在一些固-液金属元素的对(例如,Fe-Zn 和 Al-Ga)中,称为特异性。虽然一些材料参数如溶解度和键能被建议作为控制因素,但没有一个可以令人满意地归因。在这里,我们揭示了控制 LME 特异性的主要因素。通过第一性原理计算与系统监测测试结果的比较,我们发现所有脆化偶的晶界(GB)吸附能均接近于零值;当来自液态的原子穿透固体的晶界时,固态和液态金属原子之间的相互作用很弱。此外,我们发现计算的促进键断裂的表面吸附能与特异性无关。所以,我们认为,在微裂纹尖端发生表面吸附辅助的键断裂之前,需要穿透被弱相互作用的固体金属原子包围的液态金属原子。这种机制也适用于沿低能边界和晶面的穿晶开裂。虽然液态金属原子在开裂前宏观渗透并扩散到固体GB中,但液态金属的表面吸附强于GB吸附,应促进固态金属的断键。总之,原子穿透先于表面吸附辅助的断键并控制 LME 的特异性。这种机制也适用于沿低能边界和晶面的穿晶开裂。虽然液态金属原子在开裂前宏观渗透并扩散到固体GB中,但液态金属的表面吸附强于GB吸附,应促进固态金属的断键。总之,原子穿透先于表面吸附辅助的断键并控制 LME 的特异性。这种机制也适用于沿低能边界和晶面的穿晶开裂。虽然液态金属原子在开裂前宏观渗透并扩散到固体GB中,但液态金属的表面吸附强于GB吸附,应促进固态金属的断键。总之,原子穿透先于表面吸附辅助的断键并控制 LME 的特异性。





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更新日期:2022-07-04
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