催化裂化金属中氢与位错相互作用的原子模拟

催化裂化金属中氢与位错相互作用的原子模拟

唐一哲，Jaafar A. El-Awady

理论物理。Rev. B 86, 174102 (2012)

采用分子静力学模拟方法，研究了面心立方(fcc)金属中氢与边缘位错和螺旋位错的相互作用。结果表明，H占据的最有利能量位是完美fcc晶格中的八面体位、堆积断层中的四面体位以及位错肖克利部分核中的八面体位和四面体位。除肖克利部分岩心附近的管状扩散外，H的扩散势垒相对较高。结果表明，部分位错核与氢的相互作用最强。氢-位错相互作用(吸引或排斥)和堆积宽度的变化(增加或减少)取决于占氢位点(八面体或四面体)和氢原子相对于最强结合能位点的位置。特别是在位错滑动面上，只有肖克利部分核区和肖克利部分核区的氢原子会导致层错宽度的增加，而层错区和完美fcc点阵区的氢原子则没有明显的影响。另一方面，在位错中心附近的拉伸区均匀分布的氢会导致层积断层宽度的减小。稳定层错能也随着氢浓度的增加而降低，这是由于氢对层错的负结合能，而不稳定层错能则随着氢浓度的增加而增加。这可能是由于间隙氢原子与邻近的Ni原子之间的短程相互作用而导致的位错。
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.86.174102