Diffusion coefficients of alloying elements in dilute Mg alloys: A comprehensive first-principles study

材料科学 热力学 扩散 密度泛函理论 体积模量 空位缺陷 鞍点 凝聚态物理 计算化学 化学 物理 几何学 数学 复合材料
作者
Bi Cheng Zhou,Shun‐Li Shang,Yi Wang,Zhe Liu
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier]
卷期号:103: 573-586 被引量:172
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2015.10.010
摘要

First-principles calculations based on density functional theory have been used to calculate the temperature-dependent dilute tracer diffusion coefficients for 47 substitutional alloying elements in hexagonal closed packed (hcp) Mg by combining transition state theory and an 8-frequency model. The minimum energy pathways and the saddle point configurations during solute migration are calculated with the climbing image nudged elastic band method. Vibrational properties are obtained using the quasi-harmonic Debye model with inputs from first-principles calculations. An improved generalized gradient approximation of PBEsol is used in the present first-principles calculations, which is able to well describe both vacancy formation energies and vibrational properties. It is found that the solute diffusion coefficients in hcp Mg are roughly inversely proportional to the bulk modulus of the dilute alloys, which reflects the solutes' bonding to Mg. Transition metal elements with d electrons show strong interactions with Mg and have large diffusion activation energies. Correlation effects are not negligible for solutes Ca, Na, Sr, Se, Te, and Y, in which the direct solute migration barriers are much smaller than the solvent (Mg) migration barriers. Calculated diffusion coefficients are in remarkable agreement with available experimental data in the literature.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
情怀应助紧张的天亦采纳,获得10
刚刚
NexusExplorer应助江蹇采纳,获得10
刚刚
M二以发布了新的文献求助10
刚刚
超级如风完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
caicaikan完成签到,获得积分10
2秒前
Hello应助心海采纳,获得10
3秒前
乐观芹发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
跳跃的猹发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
蓬莱依月完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
tian发布了新的文献求助10
7秒前
谢雨嘉完成签到 ,获得积分10
7秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
heolmes应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
8秒前
8秒前
共享精神应助josiko采纳,获得10
9秒前
9秒前
syl完成签到,获得积分10
10秒前
Louis发布了新的文献求助10
11秒前
紫色的云发布了新的文献求助30
11秒前
12秒前
陈军应助红泥小火炉采纳,获得60
12秒前
12秒前
13秒前
wuyu发布了新的文献求助10
13秒前
我是老大应助乐观芹采纳,获得10
14秒前
隐形曼青应助刻苦的采文采纳,获得10
14秒前
简单的冰真完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
zhang发布了新的文献求助10
17秒前
iTaciturne完成签到,获得积分10
18秒前
今后应助颠覆乾坤采纳,获得10
19秒前
愤怒的紫发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3170956
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2821913
关于积分的说明 7937142
捐赠科研通 2482412
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322472
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633639
版权声明 602627