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- W2002669323 abstract "An atomistic study of symmetrical [001]tilt boundaries in f.c.c. metals with a non-equilibrium distribution of substitutional impurities in the boundaries has been carried out. The atomic interactions described in the previous paper have been used. They consist of empirically constructed pair potentials and density dependent terms. The density dependent contribution to the total energy is relaxed together with the central force contribution, which produces an overall volume change of the block. Bismuth and silver as solute atoms in copper, and silver as a solute in gold have been studied. The relaxations associated with an array of periodically and widely spaced solute atoms in otherwise ideal crystals of the two hosts are examined first. The grain boundaries studied are ∑ = 5 (210), 36.87° and bE = 17 (530), 28.07°. In both hosts the structure of the (530) boundary consists of two units of the (210) boundary and one octahedron from the ideal crystal orientation. Impurity atoms were then introduced successively at two sites in (210) boundaries and five sites in the (530) boundaries. The impurity atoms were introduced periodically with a large repeat cell so that only low concentrations were considered. For each case the energy of segregation. Eγ to the sites selected, the concomitant relaxation of the host boundary structure and the change in grain boundary energy. Δγb have been found. Es is found to be very sensitive to the local atomic environment of the solute atom in the host boundary and there is not a substantial difference in the overall segregation propensity to the two boundaries selected. Bismuth atoms cause larger distortion and expansion of the host copper boundaries than does silver. Es for the former is governed principally by the size effect while this can only partially explain the variation of Es for silver atoms at the various sites of the boundaries in copper. Segregation is energetically favorable for silver atoms at all sites considered in the boundaries in gold. It is shown that while there must be implicit dependences of Es on the physical and chemical parameters of the solvent, solute and corresponding alloy, the value of Es is dominated in any specific case by the strong effect of the local atomic environment. This leads to a strong selectivity of segregation sites. Possible implications of the results of the atomistic study for understanding of the propensity for segregation, effects of impurities on facetina and embrittlement are discussed. Symmetrische [001] Kippgrenzen in kfz. Metallen, die substitutioneile Verunreinigungen im Nichtgleichgewicht enthalten, werden mit den in der vorangehenden Arbeit beschriebenen atomaren Wechselwirkungen behandelt. Diese Wechselwirkungen sind empirisch konstruierte dichteabhängigen Terme und Paarpotentiale. Der dichteabhägige Beitrag zur Gesamtenergie wird zusammen mit dem Beitrag der Zentralkräfte relaxiert, wodurch sich eine Volumänderung des Blockes einstellt. Untersucht wurden die Legierungsatome Wismut und Silber in Kupfer, und Silber in Gold. Die mit einer periodischen Anordnung weit entfernter Legierungsatome in sonst idealen Kristallen zusammenhängenden Relaxationen werden zuerst analysiert. Korngrenzen mit ∑ = 5 (210), 36.87° und = 17 (530), 28.07° wurden untersucht. In beiden Strukturen im Kupfer und im Gold ist die (530)-Korngrenze aus zwei Einheiten der (210)-Korngrenze und einem Oktaeder der idealen Kristallorientierung zusammengesetzt. Danach wurden schrittweise V'erunreinigungsatome an zwei Stellen in die (210)-Korngrenze und an fünf Stellen in die (530)-Korngrenze eingeführt. Diese Atome werden periodisch angeordnet mit groβem Wiederholungsabstand, so daβ nur kleine Konzentrationen betrachtet werden. Für jeden Fall werden die für die Segregation an die entsprechenden Stallen charakteristische Segregationsenergie Es die dabei ablaufende Relaxation der Korngrenzstruktur und die Änderung der Korngrenzenergie Δγb bestimmt. Die Segregationsenergie hängt sehr empfindlich ab von der atomaren Umebung der Legierungsatome innerhalb der Korngrenze. Auβerdem unterscheidet sich die allgemeine Segregationsneigung bei den beiden Korngrenztypen nicht grundlegend. Wismutatome erzeugen gegenüber Silberatomen eine gröβere Verzerrung und Aufweitung der Kupfer-Korngrenzen. Die Segregationsenergie von Wismut wird im wesentlichen von dem Gröβeneffekt bestimmt. Im Falle von Silber dagegen kann dieser Effekt die Änderungen der Segregationsenergie an den verschiedenen Anlagerungsstellen in den Kupfer-Korngrenzen nur teilweise erklären. In den Gold-Korngrenzen ist die Segretation von Silber überall energetisch begünstigt. Es, wird gezeigt, daβ implizite Abhängigkeiten der Segregationsenergie von den physikalischen und chemischen Parametern, vom gelösten Stoff, von Lösungsmitteln und von der entsprechenden Legierung vorhanden sein müssen, daβ der absolute Betrag dieser Energie aber im einzelnen Fall bestimmt ist durch die lokale Atomanordnung. Dadurch werden bestimmte Segregationsstellen bevorzugt. Die Bedeutung der Ergebnisse für das Verständnis der Segregationsneigung und den Einfluβ von Verunreinigungen auf Facettenbildung und Versprödung werden diskutiert. Nous avons effectué une étude atomique de joints de flexion symétriques [001]dans des métaux c.f.c. présentant une répartition hors d'équilibre d'impuretés substitutionnelles dans les joints. Nous avons utilisé les interactions atomiques décrites dans l'article précédent. Elles sont constituées par des potentiels de paires et des termes dépendant de la densité, calculis empliquement. On relaxe la contribution à l'énergie totale qui dépend de la densité ainsi que la contribution des forces centrales, ce qui provoque un changement du volume total du bloc. Nous avons étudié les solutés bismuth et argent dans le cuivre, et argent dans l'or. Nous avons tout d'abord étudié les relaxations associées à un arrangement périodique d'atomes de solutés largement espacés dans des cristaux qui seraient, sn l'absence de cet arrangement, des cristaux parfaits. Nous avons étudié les joints ∑ = 5 (210). 36.87° et ∑ = 17 (530). 28.07°. Dans les deux matrices, la structure du joint (530) consiste en deux unités du joint (210) et un octaèdre par rapport à l'orientation cristalline idéale. Nous avons ensuite introduit successivement des atomes d'impuretés sur deux sites des joints (210) et cinq sites des joints (530). Les atomes d'impuretés étaient introduits périodiquement avec une grande maille, si bien que nous n'avons considéré que de faibles concentrations. Nous avons déterminé dans chaque cas l'énergie de ségrégation sur les sites choisis Es la relaxation associée de la structure du joint de la matrice et la variation de l'énergie du joint de grains Δγb,Es est très sensible à l'arrangement atomique local de l'atome de soluté dans le joint et il n'y a pas de différence notable dans la tendance à la ségrégation vus les deux joints étudiés. Les atomes de bismuth provoquent une distorsion et une dilatation des joints du cuivre plus grandes que celles provoquées par l'argent. Dans le premier cas, Es est essentiellement déterminée par l'effet de taille, alors que cet effet ne peut expliquer que partiellement les variations de Es, dans le cas d'atomes d'argent dans divers sites des joints du cuivre. La ségrégation est favorable énergétiquement pour les atomes d'argent sur tous les sites intergranulaires considérés dans l'or. Nous montrons qu'alors qu'il devrait y avoir une variation de Es, en fonction des paramètres physiques et chimiques du solvant, du soluté et de l'alliage correspondant, la valeur de Es, est déterminée essentiellement dans tous les cas par l'effet très marqué de l'environhement atomique local. Ceci conduit à une forte sélectivité des sites de ségrégation. Nous discutons des implications possibles des résultats de l'étude atomique pour la compréhension de la tendance à la ségrégation, et des effets des impuretés sur le facettage et la fragilisation." @default.
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