Перевод названия: Продолжительность молекулярно-динамического моделирования, необходимая для вычисления коэффициента самодиффузии при миграции различных точечных дефектов в никеле
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2018
Идентификатор DOI: 10.14258/izvasu(2018)1-06
Ключевые слова: молекулярная динамика, диффузия, коэффициент диффузии, точечный дефект, вакансия, бивакансия, межузельный атом
Аннотация: The evaluation of the necessary duration of molecular dynamics experiment for the calculation of the selfdiffusion coefficient during migration of different point defects in Ni (vacancy, bivacancy, self-interstitial atom, hydrogen atom) is conducted in this paper. The mentioned defects have different mobility that results in differПоказать полностьюent intensities of atoms displacements caused by migration of the defect. The accuracy of diffusion coefficient calculation is related to the accuracy of estimation of root-mean-square changes of atoms coordinates. Consequently, the accuracy increases with the increase of molecular-dynamic experiment duration t, the temperature T, and the mobility of the defect initiating the diffusion. To describe the interatomic interactions, the multi-particle Cleri-Rosato potential is used in the study. It is shown that the simulation duration of 100 ps is enough to calculate the diffusion coefficient when the temperature is higher than 0.6 of melting point. When calculating the diffusion coefficient of impurity in a metal crystal (for example, the hydrogen impurity), it is possible to decrease the root mean square error of displacement evaluation of impurity atoms by increasing the number of impurity atoms. В работе проведена оценка продолжительности молекулярно-динамического эксперимента, необходимой для расчета коэффициента самодиффузии при миграции различных точечных дефектов: вакансии, бивакансии, собственного межузельного атома, атома водорода. Перечисленные дефекты обладают различной подвижностью, в результате чего смещения атомов, возникающие вследствие миграции дефекта, имеют разную интенсивность. Погрешность определения коэффициента диффузии связана с точностью определения среднеквадратических изменений координат атомов, которая в свою очередь повышается с ростом продолжительности молекулярно-динамического эксперимента t, температуры Т и подвижности дефекта, инициирующего диффузию. Для описания межатомных взаимодействий в работе использовался многочастичный потенциал Клери - Розато. Показано, что для расчета коэффициента диффузии при миграции вакансии, бивакансии и межузель-ного атома при температурах выше 0,6 от температуры плавления достаточно моделирования в течение 100 пс. При расчете коэффициента диффузии примеси в кристалле металла, например водорода, одного примесного атома, как показано в настоящей работе, недостаточно. В данном случае снизить погрешность определения среднеквадратических смещений примесных атомов можно путем введения большого числа атомов примеси.
Журнал: Известия Алтайского государственного университета
Выпуск журнала: № 1
Номера страниц: 39-43
ISSN журнала: 15619443
Место издания: Барнаул
Издатель: Алтайский государственный университет