通過第一性原理計算了Cu-Ni-Sn固溶體中刃型位錯對溶質(zhì)原子的交互作用能。結(jié)果表明,位錯對Sn原子的作用力很強,且隨著基體中Ni含量升高而增大。純銅基體中位錯對單個不同位置Sn原子的最大作用能量差約為89.83kJ/mol,Ni含量為20%的Cu-Ni合金基體中位錯對單個不同位置Sn原子的最大作用能量差約為128.25kJ/mol。Sn原子擇優(yōu)分布在正刃型位錯下方G位置,離位錯較遠的Sn原子在能量差作用下向位錯正下方G位置周圍偏聚。固溶體中的位錯對Ni原子的作用較弱（最大作用能量差約為18.87kJ/mol）,且Ni原子在位錯作用下的擇優(yōu)分布不明顯。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

超胞位錯模型

第1步分別計算Cu基體中位錯對單個Sn溶質(zhì)原子和單個Ni溶質(zhì)原子的作用能，即分別用1個Sn或Ni溶質(zhì)原子替換不同位置的Cu原子形成位錯固溶體模型，8個典型的替換位置見圖2。通過Castep幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化對這8種固溶體模型進行弛豫處理，從而得到各種溶質(zhì)原子分布狀態(tài)的體系總能量，根據(jù)能量最低原則確定溶質(zhì)原子的最優(yōu)分布位置，并以形成能最大值與最小值之差作為位錯和溶質(zhì)原子的交互作用能。因為Ni與Cu的原子半徑和電子性質(zhì)相近，可以預(yù)測位錯對Ni原子的作用能應(yīng)遠小于Sn原子的作用能。第2步計算和分析固溶體中Ni含量對于位錯與單個Sn溶質(zhì)原子相互作用能的影響。即將圖2中的基體Cu原子用一定Ni含量的（Cu,Ni）虛晶原子替換，經(jīng)弛豫處理后分析擇優(yōu)位置和最大能量差的變化。

單個Sn原子在不同位置分布的固溶體經(jīng)幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的總能量見圖3。體系總能量排序為：A>B>C>D>E>F>H>G，最大能量差ΔEmax=EA-EG≈89.83kJ/mol。由此判斷Sn原子擇優(yōu)分布在刃型位錯正下方的G位置及其附近的F和H位置，離位錯較遠的其他位置Sn原子在能量差作用下向位錯正下方G位置周圍偏聚。3.2 位錯對單個Ni原子的作用


本文編號：3388611