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A comprehensive diffusion mobility database comprising 23 elements for magnesium alloys
Acta Materialia ( IF 9.4 ) Pub Date : 2020-12-01 , DOI: 10.1016/j.actamat.2020.09.079
Wei Zhong , Ji-Cheng Zhao

Abstract Reliable experimental diffusion coefficients of 10 key alloying elements in Mg obtained by the present authors together with experimental data in the literature enabled us to perform a systematic test of the reliability of diffusion coefficients obtained from DFT calculations. The computed activation energy values were found to be quite accurate (mostly within 0.2 eV) but the computed pre-factors were less reliable. Such insights allowed us to develop a practical and yet robust strategy to perform diffusion mobility assessments by adopting the computed activation energy while fitting only the pre-factor when available experimental data are limited to a narrow temperature range. The overall good agreement between the DFT data and experimental data also gave us the confidence to employ the computed data for those that were still missing or inaccessible from experimental measurements. A systematic assessment of both the measured and computed diffusion data in hcp Mg was performed using the above holistic approach to yield the most comprehensive open Mg mobility database to date, comprising 23 elements (Mg, Ag, Al, Be, Ca, Cd, Ce, Cu, Fe, Ga, Gd, In, La, Li, Mn, Nd, Ni, Pu, Sb, Sn, U, Y, Zn). This more reliable mobility database will contribute to future development of advanced Mg alloys. The holistic approach developed in this study will be very beneficial to the future establishment of reliable mobility databases for other alloy systems as well.

中文翻译:

包含 23 种镁合金元素的综合扩散迁移率数据库

摘要 本文作者获得的 Mg 中 10 种关键合金元素的可靠实验扩散系数以及文献中的实验数据使我们能够对从 DFT 计算获得的扩散系数的可靠性进行系统测试。发现计算的活化能值非常准确(大部分在 0.2 eV 以内),但计算的预因子不太可靠。这些见解使我们能够开发一种实用且稳健的策略,通过采用计算的活化能来执行扩散迁移率评估,同时当可用的实验数据仅限于狭窄的温度范围时,仅拟合前因子。DFT 数据和实验数据之间的总体良好一致性也使我们有信心将计算数据用于那些仍然缺失或无法从实验测量中获取的数据。使用上述整体方法对 hcp Mg 中测量和计算的扩散数据进行了系统评估,以产生迄今为止最全面的开放 Mg 迁移率数据库,包括 23 种元素(Mg、Ag、Al、Be、Ca、Cd、Ce 、Cu、Fe、Ga、Gd、In、La、Li、Mn、Nd、Ni、Pu、Sb、Sn、U、Y、Zn)。这个更可靠的流动性数据库将有助于先进镁合金的未来发展。本研究中开发的整体方法也将非常有利于未来为其他合金系统建立可靠的流动性数据库。使用上述整体方法对 hcp Mg 中测量和计算的扩散数据进行了系统评估,以产生迄今为止最全面的开放 Mg 迁移率数据库,包括 23 种元素(Mg、Ag、Al、Be、Ca、Cd、Ce 、Cu、Fe、Ga、Gd、In、La、Li、Mn、Nd、Ni、Pu、Sb、Sn、U、Y、Zn)。这个更可靠的流动性数据库将有助于先进镁合金的未来发展。本研究中开发的整体方法也将非常有利于未来为其他合金系统建立可靠的流动性数据库。使用上述整体方法对 hcp Mg 中测量和计算的扩散数据进行了系统评估,以产生迄今为止最全面的开放 Mg 迁移率数据库,包括 23 种元素(Mg、Ag、Al、Be、Ca、Cd、Ce 、Cu、Fe、Ga、Gd、In、La、Li、Mn、Nd、Ni、Pu、Sb、Sn、U、Y、Zn)。这个更可靠的流动性数据库将有助于先进镁合金的未来发展。本研究中开发的整体方法也将非常有利于未来为其他合金系统建立可靠的流动性数据库。这个更可靠的流动性数据库将有助于先进镁合金的未来发展。本研究中开发的整体方法也将非常有利于未来为其他合金系统建立可靠的流动性数据库。这个更可靠的流动性数据库将有助于先进镁合金的未来发展。本研究中开发的整体方法也将非常有利于未来为其他合金系统建立可靠的流动性数据库。
更新日期:2020-12-01
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