Hydrogen trapping energy at incoherent boundary in aluminum alloy; First-principles calculations

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; 第一原理計算

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

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

アルミニウム中の析出物や晶出物とアルミニウム母相との界面は、格子のミスマッチにより非整合界面となる場合が多い。第一原理計算では小さな周期境界セル原子モデルしか扱えないので、一般的には非整合界面は計算できないとされる。しかしながら、最近では計算機の発達により1000原子程度まで扱えるようになったことと、水素トラップエネルギー計算に関しては水素原子の周囲で100個程度の金属原子を扱えば十分な精度で計算可能であることから、非整合界面における水素トラップエネルギーの計算が可能になってきたと考えられる。本研究では、MgZn析出物やMgSi粒子とアルミニウム母相との非整合界面における水素トラップエネルギーを、第一原理から計算した。

The interface between precipitates and aluminum lattice in aluminum alloys is often an incommensurate interface due to lattice mismatch. Since first-principles calculations can only handle small periodic boundary cell atomic models, it is generally believed that incommensurate interfaces cannot be calculated. However, the recent development of computers has made it possible to handle up to 1000 atoms, and the hydrogen trapping energy can be calculated with sufficient accuracy by handling about 100 metal atoms around a hydrogen atom. In the present study, the hydrogen trapping energy at the incommensurate interface between MgZn precipitates (or MgSi particles) and the aluminum matrix was calculated from first principles.