Grain Boundary Simulation: the Role of the Interatomic Potential

В обзоре проведено сравнение результатов моделирования атомных структур различного уровня сложности с использованием парного потенциала Морзе и многочастичного потенциала Клери — Розато. Параметры потенциальных функций соответствовали алюминию. Выполнен расчет энергии идеального кристалла, структуры и энергии образования вакансии и специальной границы зерен (ГЗ) ∑5 (013), а также проведено моделирование процесса зернограничной самодиффузии. Сравнительный анализ показал, что парные потенциалы в молекулярно-динамическом эксперименте дают качественно такие же результаты, как и многочастичные потенциалы. Энергии идеального кристалла, рассчитанные с учетом трех координационных сфер, совпадают. Позиции атомов в области вакансии различаются на величину, не превышающую 0,1 Å. Структура границы зерен не зависит от выбора потенциала: позиции атомов различаются не более чем на 0,1 Å, что составляет 2,5% от параметра решетки. Атомная структура хорошо совпадает с экспериментальными изображениями ГЗ. Моделирование процесса самодиффузии по ГЗ проведено в интервале температур от 600 К до температуры плавления. Аррениусовы зависимости имеют по два линейных участка, изменение наклона которых свидетельствует о смене механизма самодиффузии. Получены близкие значения температуры, при которой происходит смена механизмов диффузии при использовании разных потенциалов взаимодействия. Энергии активации самодиффузии имеют близкие значения.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-01

Hali tarjima qilinmagan