RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Челябинский физико-математический журнал // Архив

Челяб. физ.-матем. журн., 2023, том 8, выпуск 3, страницы 421–435 (Mi chfmj340)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Физика

Исследование температурной зависимости энергии симметричных границ зёрен в плоскости (110) в алюминии

Е. В. Фомин

Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия

Аннотация: Данная работа посвящена исследованию энергии симметричных границ зёрен наклона и поворота в диапазоне углов разориентировки зёрен от 0 до 180$^{\circ}$ и температур от 100 до 700 K в чистом алюминии. Путём молекулярно-динамического моделирования несколько бикристаллических систем с различными углами наклона/поворота зёрен поддерживаются при постоянной температуре 100, 400 или 700 K и вычисляется энергия каждой границы зерна. Полученные результаты показывают, что минимальная энергия границ уменьшается при возрастании температуры от 100 до 400 K, а при дальнейшем нагреве до 700 K может уменьшаться, практически не меняться и даже увеличиваться. Средняя энергия, полученная усреднением энергий возникающих вариаций структуры границы зерна при постоянной температуре, увеличивается с ростом температуры от 100 до 700 K для случайных границ с изначально высокой энергий. В случае специальных границ зёрен с малым значением $\Sigma$ средняя энергия практически не изменяется. Чтобы описать непрерывную зависимость энергии симметричных границ наклона и поворота от температуры предлагается аппроксимация искусственной нейронной сетью прямого распространения. Нейронная сеть обучается и тестируется на данных атомистического моделирования и показывает высокую предсказательную способность на тестовых данных и для описания энергии в диапазоне температур от 100 до 700 K.

Ключевые слова: метод молекулярной динамики, границы зёрен, ГЦК металлы, алюминий, энергия границ зёрен, температурная зависимость энергии границ зёрен, методы машинного обучения.

УДК: 538.911:538.913

Поступила в редакцию: 28.03.2023
Исправленный вариант: 03.08.2023

DOI: 10.47475/2500-0101-2023-8-3-421-435



© МИАН, 2024