Fe-Cr-Ni合金中点缺陷形成及相互作用的第一性原理研究-豆柴文库

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Fe-Cr-Ni合金中点缺陷形成及相互作用的第一性原理研究 Title:FirstPrinciplesStudyontheFormationandInteractionofPointDefectsinFe-Cr-NiAlloys Abstract: Fe-Cr-Nialloysarewidelyusedinvariousapplicationsduetotheirexcellentmechanicalpropertiesandcorrosionresistance.Theunderstandingofpointdefectformationandinteractioninthesealloysiscrucialforpredictingtheirperformanceanddesigningnewmaterials.Inthisstudy,weemployfirstprinciplescalculationsbasedondensityfunctionaltheory(DFT)toinvestigatetheenergeticsandpropertiesofpointdefectsinFe-Cr-Nialloys.Ourfindingsoffervaluableinsightsintothedefectevolutionandprovideatheoreticalbasisforoptimizingtheperformanceofthesealloys. Introduction: Pointdefects,includingvacancies,interstitials,andsubstitutionalimpurities,playavitalroleinthephysicalandchemicalpropertiesofmaterials.Thepresenceofalloyingelements,suchaschromium(Cr)andnickel(Ni),cansignificantlyaffecttheformationandbehaviorofpointdefectsinFe-Cr-Nialloys.Understandingthethermodynamicsandkineticsofthesedefectsisessentialforpredictingandcontrollingthemechanicalandcorrosionpropertiesofthesealloys. Methods: FirstprinciplescalculationsbasedonDFTofferanaccurateandefficientapproachtoinvestigatethepropertiesofmaterialsattheatomicscale.Inthisstudy,weemployedtheViennaAbInitioSimulationPackage(VASP)tocalculatetheformationenergies,migrationenergies,andelectronicstructuresofvariouspointdefectsinFe-Cr-Nialloys.Ourcalculationswereperformedusingtheprojectoraugmentedwave(PAW)methodwiththegeneralizedgradientapproximation(GGA)todescribeexchange-correlationeffects. Results: Weinvestigatedtheformationenergiesofvacancies,interstitials,andsubstitutionalimpuritiesinFe-Cr-Nialloysasafunctionofcomposition.Ourcalculationsrevealthattheformationenergiesofdefectsstronglydependonthechemicalenvironment,withthepresenceofCrandNimodifyingthedefectenergetics.Themigrationenergiesofpointdefectswerealsodetermined,sheddinglightonthediffusionmechanismsinthesealloys.Moreover,theelectronicstructuresofdefectswereanalyzed,providinginsightsintotheirelectr

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