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Effect of solute atoms on dislocation motion in Mg; An electronic structure perspective

Mgの転位運動における溶質原子の影響; 電子構造的観点

都留 智仁  ; Chrzan, D. C.*

Tsuru, Tomohito; Chrzan, D. C.*

性能を犠牲にすることなく機械製品の効率を向上する技術において、軽量で高強度の構造材合金の開発が重要となる。マグネシウム合金は構造材料への応用に大きく期待されているが、強度において重要な欠点がある。転位の運動は合金中の電子の結合によって決定され、この結合は量子力学に基づくアプローチによってモデル化される。ここで、我々はMgの柱面上でのらせん転位の電子構造の計算を行った。そして、いくつかの添加元素がらせん転位の運動に必要な転位の収縮を安定化させることによりMgの延性を向上することを示した。

Much of the world's future economy hedges on the ability to improve the efficiency of mechanical machines without sacrificing their performance. This requires the development of lighter and stronger structural alloys. Magnesium alloys are very promising for structural applications, but they suffer from a fatal flaw. The mobility of the dislocations is determined by the bonding within the alloy, and this bonding is best modeled using approaches rooted firmly in quantum mechanics. Here, we compute the electronic structure of a screw dislocation gliding on a prismatic plane within Mg as it passes over its Peierls barrier. We show that the ductility of Mg is increased because some substitutional additions strongly bind to and stabilize a compact core structure for screw dislocations that are formally able to glide on both the basal and prismatic planes.

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パーセンタイル:86.24

分野:Multidisciplinary Sciences

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