Ni80A材料的NH3氮化处理：反应层演变、氮原子渗透动力学及密度泛函理论（DFT）-神经网络（NEB）模型下的能垒层次结构分析

《Applied Surface Science》：NH3 nitriding of Ni80A: reaction-layer evolution, nitrogen ingress kinetics and DFT-NEB barrier hierarchy

　　

刘颖颖|权国正|于彦泽|熊伟

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  一种结合了全范围残差诊断和独立终端斜率检查的联合动力学工作流程，能够客观识别出与理想抛物线生长过程不同的阶段特征。
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  CrN是唯一一种在Ni80A材料中经过NH₃处理后可以通过衍射方法明确识别的氮化物，而Ti/Al相关的氮化过程似乎受到动力学限制。
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  密度泛函理论（DFT）与电子能量损失谱（NEB）分析揭示了由局部化学性质控制的亚表面扩散障碍层次结构（Ti富集区域：γ′ ≤ γ-Ni < γ′-Ni₃Al），这为优先成核现象提供了根本性解释。
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  实验观察到的氮化速率的温度依赖性远小于理想晶格扩散模型所预测的值，表明氮原子在材料中存在强烈的捕获现象。
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  一个包含三个阶段的跨尺度机制模型将原子尺度上的扩散障碍与宏观动力学响应以及硬度梯度的变化联系起来。