间隙原子的扩散速度通常比空位快得多,这是因为金属点缺陷在辐照下具有无效复合。近日,西安交通大学Ding Jun、Ma Evan通过NiCoCrFe(Pd)合金中单缺陷扩散行为的从头算建模,展示了一种合金设计策略,该策略可以减少两种类型点缺陷之间的扩散率差异。
本文要点:
1) 在用Pd代替NiCoCrFe基合金后,这两种扩散率几乎相等。作者发现,具有比其余成分大原子尺寸的Pd,不但通过缩小扩散通道来提高间隙运动的激活能垒(Ea),而且初始态和鞍态之间键长变化所需的能量损失较小。
2) 该发现具有广泛的意义,即可以通过利用原子尺寸差异来操纵点缺陷的动力学,以促进点缺陷的湮灭,从而抑制空穴的形成和膨胀,进而提高辐射耐受性。
Bozhao Zhang et.al Minimizing the diffusivity difference between vacancies and interstitials in multi-principal element alloys PNAS 2024
DOI: 10.1073/pnas.2314248121
https://doi.org/10.1073/pnas.2314248121