Interatomic potentials for hydrogen in -iron based on density functional theory

密度汎関数理論に基づくアルファ鉄中水素の原子間ポテンシャル

Ramasubramaniam, A.*; 板倉 充洋  ; Carter, E. A.*

Ramasubramaniam, A.*; Itakura, Mitsuhiro; Carter, E. A.*

鉄及び鋼は水素によって劇的に材質が劣化することが知られているがその具体的メカニズムはいまだ不明である。その解明には材質を決定している鉄の格子欠陥と水素がどのように相互作用するか知る必要があり、それは実験で調べることは困難であるので原子スケールの量子計算及び分子動力学計算が必要となる。本論文ではさまざまな格子欠陥と水素を含む量子計算を行いその結果を高速かつ正確に再現する原子間ポテンシャルを開発した。

Hydrogen is known to degrade iron and steel drastically, while its mechanism remains unclear. To identify the mechanism, knowledge about the interaction between lattice defects and hydrogen is essential. The interaction is difficult to identify by experimental observation, and requires quantum calculations and molecular dynamics simulations. In the present work we have developed interatomic potential for hydrogen in BCC iron, based on extensive quantum calculations of various lattice defects. The potential is very efficient and reproduce the quantum results very well.