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合金元素对α-Fe氢扩散行为影响的第一性原理研究

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本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了H原子在α-Fe和α-Fe-Me(Me=Cr、Mo、Ni、Cu、Mn)晶胞中的扩散行为,建立了α-Fe和α-Fe-Me中氢扩散系数与温度间的关系表达式,探讨了合金元素Me对α-Fe中H扩散行为的影响作用.研究结果表明:合金原子Me与H原子间存在一定的键合作用,并且这种键合作用主要由Me价电子的d、s轨道与H的1s轨道所贡献;Cr、Ni、Cu、Mn元素将降低H原子扩散激活能,而Mo元素会提高氢扩散激活能,显著降低氢扩散系数,这说明添加适量Mo元素将有利于防止铁素体氢致开裂,这将对抗H2 S应力腐蚀新材料的设计提供一定理论依据.
Effect of alloy elements on hydrogen diffusion behaviors of α-Fe investigated by first principles

张凤春、唐黎明、李元喆、吴沙丽、李春福、文平、罗强

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成都工业学院 材料与环境工程学院,成都611730

西南石油大学 材料科学与工程学院,成都610500

西南石油大学 理学院,成都610500

合金元素 α-Fe 氢扩散 第一性原理

四川省教育厅科研基金

17ZB0034

2022

10.19855/j.1000-0364.2022.016003

原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子：0.296
ISSN：1000-0364
年,卷(期)：2022.39(1)
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