第41卷第3期2024年6月J.At.Mol.Phys.,2024,41:036002(9pp)原子与分子物理学报JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICS-Fe中氢扩散行为的第一性原理研究Vol.41No.3Jun.2024汤伟杰'，王红英，李志军1（1.深圳职业技术学院工业训练中心，深圳518055；2.深圳职业技术学院机电工程学院，深圳518055）摘要：不锈钢中氢脆问题一直是研究者们关注热点，然而至今为止，对于钢中合金元素及空位与H原子之间的作用机理依然不清晰：采用第一性原理方法研究了H原子在不同体系下-Fe（FegH、Fe,Cr/MoH、Fe,H)的扩散激活能、扩散系数以及扩散过渡态,对比了H原子在不同体系-Fe中的扩散难易程度，并从电子结构层次解释其相互作用：研究结果表明,空位的存在会改变H原子在一Fe中的扩散路径．在含空位的晶胞中H原子稳定存在于空位附近的近四面体间隙中，并沿空位附近的四面体间隙或八面体到四面体间隙路径扩散，-Fe中空位对H原子的影响是局域性的，一方面是捕获H原子的陷阱；另一方面降低了H原子的扩散激活能，促进H原子的扩散，而Cr/Mo的掺杂会降低空位对H原子的束缚，也会抑制H原子的扩散：关键词：第一性原理；氢扩散；-Fe；扩散激活能；电子结构中图分类号：0469First-principlesstudyonhydrogendiffusionbehaviorin-Fe文献标识码：ADOI:10.19855/j.1000-0364.2024.036002TANGWei-Jie',WANGHong-Ying”,LIZhi-Jun'(1.IndustryTrainingCenter,ShenzhenPolytechnic,Shenzhen518055,China;2.MechanicalandElectricalEngineering,ShenzhenPolytechnic,Shenzhen518055,China)Abstract:Theproblemofhydrogenembrittlementinstainlesssteelhasalwaysbeenahottopicforresearchers.However,untilnow,themechanismofinteractionbetweenalloyingelementsandvacancyandHatominsteelre-mainsunclear.Thediffusionactivationenergies,diffusioncoefficientsanddiffusiontransitionstatesof-Fe(FegH,Fe,Cr/MoH,Fe,H)ofHatomindifferentsystemsarestudiedbyusingfirst-principlesmethod.Thediffusiondifficultyof-Featomsindifferentsystemsarecompared,andtheinteractionsareexplainedfromtheelectronicstructurelevel.TheresultsshowthattheexistenceofvacancychangesthediffusionpathofHatomin-Fe.Inthecellwithvacancy,Hatomstablyexistsintheneartetrahedralgapnearthevacancyanddiffusesalongthetetrahedralgapnearthevacancyortheoctahedraltotetrahedralgappath.Theeffectofvacanc...
