МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. ФИЗИКА
Войти на сайт | Регистрация
УДК 669.112.227.1:538.915
Ab-initio моделирование энергии растворения атома углерода в парамагнитном ГЦК-железе
Ридный Ярослав Максимович, студент, Южно-Уральский государственный университет, yaroslav@physics.susu.ac.ru
Мирзоев Александр Аминулаевич, доктор физико-математических наук, профессор, кафедра общей и теоретической физики, Южно-Уральский государственный университет, mirzoev@physics.susu.ac.ru
Мирзаев Джалал Аминулович, профессор, доктор физико-математических наук, кафедра физического металловедения и материаловедения, Южно-Уральский государственный университет, mirzaev@physmet.susu.ac.ru
Аннотация
С использованием программного пакета WIEN2k проведено ab-initio моделирование равновесной структуры и свойств ГЦК-железа с примесями углерода. Произведено вычисление энергии растворения атомов углерода в парамагнитном ГЦК-железе. Вычисленное значение энергии растворения составило 0,25±0,09 эВ
Ключевые слова
ГЦК-железо, первопринципное моделирование, примеси углерода, WIEN2k, метод LAPW
Литература
1. Jiang, D.E. Carbon dissolution and diffusion in ferrite and austenite from first principles / D.E. Jiang, E.A. Carter // Physical Review B. – 2003. – Vol. 67. – P. 214103.
2. Acet, M. The Role of the Nature of Magnetic Coupling on the Martensitic Transformation in Fe-Ni / M. Acet, E.F. Wassermann, K. Andersen et al. // Journal de Physique IV France. – 1997. – Vol. 7, № C5. – P. 401–404.
3. Weiss, R.J. Components of the Thermodinamic Functions of Iron / R.J. Weiss, K.J. Tauer // Physical Review. – 1956. – Vol. 102, № 6. – P. 1491–1495.
4. Effect of magnetic state on the ?-? transition in iron: First- principles calculations of the bain transformation path / S.V. Okatov, V.N. Urtsev, M.I. Katsnelson et al. // Physical Review B. – 2009. – Vol. 79. – P. 094111.
5. A first-principles theory of ferromagnetic phase transitions in metals / B.L. Gyorffy, A.J. Pindor, J. Staunton et al. // Journal of Physics F: Metal Physics. – 1985. – Vol. 15, № 6. – P. 1337–1386.
6. Marsman, M. Broken symmetries in the crystalline and magnetic structures of g-iron / M. Marsman, J. Hafner // Physical Review B. – 2002. – Vol. 66. – P. 224409.
7. Gustafson, P. Thermodynamic evaluation of the Fe-C system / P. Gustafson // Scandinavian Journal of Metallurgy. – 1985. – Vol. 14. – Issue 5. – P. 259–267.
8. Могутнов, Б.М. Термодинамика сплавов железа / Б.М. Могутнов, И.А. Томилин, Л.А. Шварцман. – М.: Металлургия, 1984. – 206 с.
9. Lobo, J.A. Thermodynamics of carbon in austenite and Fe-Mo austenite / J.A. Lobo, G.H. Geiger // Metallurgical Transactions A. – 1976. – Vol. 7, № 8. – P. 1359–1364.
10. First-principles study of helium, carbon, and nitrogen in austenite, dilute austenitic iron alloys, and nickel / D.J. Hepburn, D. Ferguson, S. Gardner, G.J. Ackland // Physical Review B. – 2013. – Vol. 88. – P. 024115.
11. Magnetism and Local Distortions near Carbon Impurity in g-Iron / D.W. Boukhvalov, Y.N. Gornostyrev, M.I. Katsnelson, A.I. Lichtenstein // Physical Review Letters. – 2007. – Vol. 99. – P. 247205.
12. Slane, J.A. Experimental and Theoretical Evidence for Carbon-Vacancy Binding in Austenite / J.A. Slane, C. Wolverton, R. Gibala // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2004. – Vol. 35, № 8 – P. 2239–2245.
13. Деянов, Р.З. ODSS(Ordered-Disordered-Solid-Solution) Ver.1.–binar Программа расчета неупорядоченных сверхячеек для моделирования твердых растворов замещения / Р.З. Деянов, Н.Н. Еремин, В.С. Урусов. – М., 2006–2007. – http://cryst.geol.msu.ru/odss/binar.pdf
14. Schwarz, К. Electronic structure calculations of solids using the WIEN2k package for material science / K. Schwarz, P. Blaha, G.K.H. Madsen // Computer Physics Communications. – 2002. – Vol. 147. – P. 71–76.
15. Cottenier, S. Density Functional Theory and the family of (L)APW- methods: a step-by-step introduction / S. Cottenier. – 2004. – http://www.wien2k.at/reg_user/textbooks/DFT_and_LAPW-2_cottenier.pdf
16. http://supercomputer.susu.ac.ru/computers/tornado/
17. Monkhorst, H.J. Special points for Brillouin-zone integrations / H.J. Monkhorst, J.D. Pack // Physical Review B. – 1976. – Vol. 13, № 12. – P. 5188–5192.
18. Ридный, Я.М. Ab-initio моделирование влияния ближнего окружения примесей углерода на энергию их растворения в ГЦК-железе / Я.М. Ридный, А.А. Мирзоев, Д.А. Мирзаев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика. Механика. Физика». – 2013. – Т. 5, № 2. – С. 108–116.
19. The lattice parameters of austenite and ferrite in Fe-C as functions of carbon concentration and temperature / M. Onink, C.M. Brakman, F.D. Tichelaar et al. // Scripta Metallurgica Et Materialia. – 1993. – Vol. 29, № 8. – P. 1011–1016.
Источник
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Математика. Физика. Химия». - 2014. - Том 6, №3. – C.86-91.