Dislocations near elastic instability in high-pressure body-centered-cubic magnesium

高圧下のBCCマグネシウムにおける弾性不安定近傍の転位

Winter, I. S.*; Poschmann, M.*; 都留 智仁   ; Chrzan, D. C.*

Winter, I. S.*; Poschmann, M.*; Tsuru, Tomohito; Chrzan, D. C.*

高圧下でMgはBCCに相変態する。我々は第一原理計算を用いて、BCC-Mgのタイプの転位芯の構造を圧力の関数として評価した。BCC相が安定な圧力から減圧すると転位芯は広がることがわかった。転位芯が原子列の変位にオーバーラップする状況はゴムメタルとして知られるTiNb合金と類似している。また、BCC-Mgの理想引張強度を同様に圧力の関数として計算した結果、低いせん断弾性係数にもかかわらずBCC-Mgは本質的に脆性的であることを明らかにした。

At high pressure, Mg is expected to transform to the body centered cubic (BCC) phase. We use density functional theory to explore the structure of type dislocation cores in BCC Mg as a function of pressure. As the pressure is reduced from the region of absolute stability for the BCC phase, the dislocation cores spread. When dislocation cores overlap the displacements of columns of atoms resemble the nanodisturbances observed in TiNb alloys known as Gum Metal. The ideal tensile strength of BCC Mg is also computed as a function of pressure. Despite its low shear modulus, BCC Mg is predicted to be intrinsically brittle at absolute zero.