多主元合金(MPEAs)因其独特的核心效应而备受关注。然而,目前缺乏合理且通用的方法来定性和图形化表征这些效应。文章基于原子位点偏好,深入探索了一种定性和图形化表征多主元合金中间隙非金属原子扩散行为的方法。以FCC_CoNiV MPEA为例,通过第一性原理计算和爬坡弹性带方法,详细研究了碳原子在相邻八面体间隙中的扩散行为。研究发现,与纯金属不同,FCC_CoNiV MPEA中碳原子的扩散能垒呈现非周期性波动,这种波动受原子环境(尤其是V与C原子的相互作用)的显著影响。研究结果为理解多主元合金中间隙原子的扩散行为提供了新视角。
多主元合金(MPEAs)因其优异的性能(如高热稳定性、出色的耐腐蚀性和辐射抗性)在材料科学领域备受关注。然而,其复杂的原子环境使得间隙原子的扩散行为研究极具挑战性,这也给研究带来了巨大的挑战。传统的研究方法往往难以准确描述这些合金中原子的扩散行为,因为其原子排列并非完全随机,而是存在一定的亚晶格偏好。这种亚晶格偏好就像是一种“隐藏的秩序”,在混乱中引导着原子的运动。
近日,福州大学吴波教授的研究团队基于亚晶格占位偏好理论,首次揭示了FCC_CoNiV MPEA中间隙碳原子扩散能垒的非周期性波动现象。研究发现,V-C相互作用显著增强了电子局域化,从而提高了扩散能垒。相关成果以题为“A general approach to qualitatively and graphically characterize the diffuse behavior of interstitial nonmetallic atoms in multi-principal element alloys based on site preference”发表于期刊Materials Genome Engineering Advances。第一作者为硕士生乔阳同学,吴波教授为通讯作者。
Qiao Y, Chen X, Wu B, et al.A general approach to qualitatively and graphically
characterize the diffuse behavior of interstitialnonmetallic atoms in multi-principal element alloysbased on site preference. MGE Advances. 2025;e70021. https://doi.org/10.1002/mgea.70021
