硅钢中Si原子对C原子扩散过程影响的第一性原理研究 .pdfVIP

第54卷第10期中南大学学报(自然科学版)Vol.54No.10

2023年10月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Oct.2023

DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2023.10.010

引用格式：李存旺,苏福永,赵千龙,等.硅钢中Si原子对C原子扩散过程影响的第一性原理研究[J].中南大学学报(自然科学

版),2023,54(10):3886−3894.

Citation:LICunwang,SUFuyong,ZHAOQianlong,etal.

insiliconsteel[J].JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology),2023,54(10):3886−3894.

硅钢中Si原子对C原子扩散过程影响的第一性原理研究

李存旺，苏福永，赵千龙，李斌，范光炎

(北京科技大学能源与环境工程学院，北京，100083)

摘要：使用基于密度泛函理论的第一性原理计算法探究硅钢内部C原子的扩散特性。首先，建立2×2×2的硅

钢晶胞；其次，由过渡态有哪些信誉好的足球投注网站(CI-NEB)方法确定C原子在硅钢晶胞中的扩散方式，即C原子通过在第一邻

近(Ⅰ)八面体间隙位置之间连续跳跃完成自身扩散；最后，通过设置不同C原子的扩散路径，计算得出C原

子扩散激活能及扩散系数。研究结果表明：在硅钢中C原子的占位为八面体间隙位置，硅钢中的硅元素可

以减小C原子的扩散激活能，增大C原子扩散系数，使得C原子在铁基合金中更容易发生扩散。综上可知，

运用第一性原理探究合金中原子相互作用及扩散特性是准确且可行的。

关键词：第一性原理；原子扩散；扩散激活能；硅钢

中图分类号：TG151文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)

文章编号：1672-7207（2023）10-3886-09

FirstprinciplesstudyoftheeffectofSiatomonCatomdiffusion

processinsiliconsteel

LICunwang,SUFuyong,ZHAOQianlong,LIBin,FANGuangyan

(SchoolofEnergyandEnvironmentalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,

Beijing100083,China)

Abstract:

andtheself-diffusionwascompletedbycontinuoushoppingbetweenthefirstadjacent(Ⅰ)octahedralgappositions.

Finally,bysettingthediffusionpathsofdifferentCatoms,theactivationenergyanddiffusioncoefficientofC

atomswerecalculated.TheresultsshowthattheCatomoccupiestheoctahedralinterstitialpositioninsilicon

steel,andthesiliconelementinsiliconsteelcanreducethediffusionactivationenergyofCatom,increasethe

usethe