Механизмы диффузии железа в α -Ti
Горев Н.Д., Бакулин А.В., Кулькова С.Е.

Поступила в редакцию: 30 Января 2024

DOI: 10.31857/S0044451024060075

PDF (3500.1K)

В рамках теории переходного состояния и метода проекционных присоединенных волн проведено изучение механизмов диффузии железа в α -Ti. Рассчитаны энергии образования дефектов внедрения и замещения, а также барьеры миграции железа в α -Ti вдоль возможных путей как по междоузельному, так и вакансионному механизму. Подтверждено, что наиболее предпочтительной позицией для внедрения атома железа является краудион, энергия образования которого лишь на 0.17 эВ выше, чем образование дефекта замещения титана железом. Методом Лэндмана получены аналитические выражения для температурных коэффициентов диффузии железа в двух кристаллографических направлениях для междоузельного механизма. В целом коэффициенты диффузии железа в α -Ti и ее анизотропия согласуются с экспериментальными данными, тогда как соответствующие коэффициенты диффузии для вакансионного механизма на несколько порядков меньше. Полученные результаты позволяют заключить, что аномально быстрая диффузия железа в α -Ti обусловлена междоузельным механизмом.