α铁内部氢原子扩散行为的第一性原理及试验研究

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摘  要  通过基于密度泛函理论的第一性原理计算及双电解池氢渗透试验分析了α铁内部氢原子的扩散行为。利用能量最低理论分析了氢原子在晶胞内部的占位行为和扩散路径，并通过过渡态搜索办法获得扩散能垒值，最后结合阿累尼乌斯方程得出扩散系数与环境温度之间的对应关系。结果表明：氢原子在α铁晶胞内部更倾向于占据四面体间隙，两个相邻四面体之间的的扩散能垒为0.103 eV，扩散系数与温度之间的对应关系为D=3.817×10-4×exp（-1195.3/T） cm2/s；通过双电解池氢渗透试验台测试获得的α铁在20 ℃环境下的氢扩散系数试验值为2.35×10-6 cm2/s。（剩余8959字）