Диффузия водорода в альфа-фазе титана: расчеты из первых принципов

Abstract

В работе представлены результаты первопринципных расчетов диффузионных барьеров для атомов водорода в ?-фазе титана. Получено, что минимальный барьер диффузии соответствует переходу атома водорода из одного тетраэдрического междоузлия в другое, осуществляемому вдоль гексагональной оси .К основным способам миграции атома водорода также относятся диффузионные скачки между тетраэдрическими и октаэдрическими, а также между октаэдрическими междоузлиями. Коэффициенты диффузии водорода в ?-титане вдоль кристаллографических направлений [100] и [001] практически не различаются и при комнатной температуре составляют ~10-15 м2/с.

The results of the first-principle calculations of diffusion barriers for hydrogen atoms in the ?-phase of titanium are presented. It was found that the minimal diffusion barrier corresponds to the transition from one tetrahedral interstitial to another, which takes place along the hexagonal axis . The diffusion jumps between tetrahedral and octahedral, and also between octahedral interstitial sites make a significant contribution to the diffusion process of hydrogen in ?-titanium. The diffusion coefficients of hydrogen in ?-titanium along the [100] and [001] crystallographic directions practically do not differ and at room temperature are equal to ~ 10-15 m2/s.