First-principles calculations of hydrogen trapping energy on incoherent interfaces of aluminum alloys

アルミニウム合金の非整合界面における水素トラップエネルギーの第一原理計算

山口 正剛   ; 海老原 健一   ; 都留 智仁   ; 板倉 充洋  

Yamaguchi, Masatake; Ebihara, Kenichi; Tsuru, Tomohito; Itakura, Mitsuhiro

アルミニウム合金中のMgZn析出物とMgSi晶出物の非整合界面における水素トラップエネルギーを第一原理計算から計算することを試みた。非整合界面を含む単位胞は周期境界条件を満たさず、結晶ブロックが不連続になるため、不連続領域(真空領域)から離れた領域で水素トラップエネルギーを計算した。その結果、この原子論的配置を仮定した非整合界面では、水素原子のトラップエネルギーがかなり大きいことがわかった。また、アルミニウム母相中のMgSiの非整合界面における水素トラップによる凝集エネルギーの減少についても予備的計算を行った。

We attempted to calculate the hydrogen trapping energies on the incoherent interfaces of MgZn precipitates and MgSi crystallites in aluminum alloys from first-principles calculations. Since the unit cell containing the incoherent interface does not satisfy the periodic boundary condition, resulting in a discontinuity of crystal blocks, the hydrogen trapping energy was calculated in a region far from the discontinuity (vacuum) region. We found considerable trapping energies for hydrogen atoms at the incoherent interfaces consisting of assumed atomistic arrangement. We also conducted preliminary calculations of the reduction in the cohesive energy by hydrogen trapping on the incoherent interfaces of MgSi in the aluminum matrix.