Особенности взаимодействия водорода с вакансиями в альфа-цирконии и в альфа-титане: расчеты из первых принципов

Abstract

В работе представлены результаты теоретического изучения особенностей взаимодействия между атомами водорода и вакансиями в кристаллических решетках альфа-циркония и альфа-титана при концентрации дефектов ~ 3% и ~ 6%. В работе установлено, что присутствие атомов водорода в решетке циркония и титана уменьшает энергию образования вакансий на 0,13-0,35 эВ, а образование вакансий, в свою очередь, приводит к увеличению энергии связи водорода с металлами на 0,13–0,35 эВ. В работе рассчитано время жизни позитронов и изучено распределение электронной и позитронной плотностей вблизи водород-вакансионных комплексов в решетках циркония и титана.

The results of a theoretical study of the interaction between hydrogen atoms and vacancies in alpha-zirconium and alpha-titanium crystal lattices at a defect concentration of ~ 3% and ~ 6% is presented. It was found that the presence of hydrogen atoms in the zirconium and titanium lattices reduces the energy of vacancy formation by 0.13–0.35 eV, and the formation of vacancies, in turn, leads to an increase in the binding energy of hydrogen with metals by 0.13–0.35 eV. In this work, the lifetime of positrons was calculated and the distribution of electron and positron densities near hydrogen–vacancy complexes in zirconium and titanium lattices was studied.