Struktur der #SIGMA#3 (111)-Korngrenze in NiAl Computerexperimente mit drei empirischen Potentialen

The aim of this work is the determination of the #SIGMA#3 (111) grain boundary in NiAl with the aid of computer simulation. The calculation of the grain boundary structures is done by a simple scheme: starting from a start configuration, one calculates the forces acting on the atoms with the aid of a potential. By changing the atom positions, one determines the zero position of the force and therefore the energy minimum. Starting from an experimentally determined composition of 53% nickel atoms, the calculations with Rao's or Yan and Vitek's potentials gave a stochiometric twin grain boundary as the most stable structure. In both cases, aluminium atoms occupy the grain boundary plane. Large hollows or holes occurring in the area of the grain boundary point to possible grain boundary weakness. Widening of the crystal at right angles to the boundary surface is 0.37 A with the Rao potential and 0.50 A for the Yan/Vitek potential. Using the Ludwig and Gumbsch potential, a grain boundary with an excess nickel atom per unit surface is the most stable structure. The additional nickel atoms segregate at the grain boundary, occupy places between grids in the grain boundary plane and therefore produce a dense structure. The widening at right angles to the grain boundary is 0.21 A. (orig./MM)Ziel der Arbeit ist die Bestimmung der Struktur der #SIGMA#3(111)-Korngrenze in NiAl mit Hilfe von Computersimulationen. Die Berechnung der Korngrenzenstrukturen erfolgt nach einem einfachen Schema: Ausgehend von einer Startkonfiguration berechnet man mit Hilfe eines Potentials die auf die Atome wirkenden Kraefte. Durch Veraenderung der Atompositionen bestimmt man die Nullstelle der Kraft und damit ein Energieminimum. Ausgehend von einer experimentell bestimmten Zusammensetzung von 53 at.% Nickel ergaben die Rechnungen mit den Potentialen von Rao bzw. Yan und Vitek eine stoechiometrische Zwillingskorngrenze als stabilste Struktur. In beiden Faellen besetzen Aluminiumatome die Korngrenzenebene. Einen Hinweis auf eine moegliche Korngrenzenschwaeche liefern grosse Hohleraeume oder Loecher, die im Bereich der Korngrenze auftreten. Die Aufweitung des Kristalls senkrecht zur Grenzflaeche betraegt mit dem Rao-Potential 0.37 A und fuer das Yan/Vitek-Potential 0.50 A. Unter Verwendung des Potentials von Ludwig und Gumbsch ergibt sich eine Korngrenze mit einem Ueberschussatom Nickel pro Einheitsflaeche als stabilste Struktur. Die zusaetzlichen Nickelatome segregieren an die Korngrenze, besetzen Zwischengitterplaetze in der Korngrenzebene und erzeugen damit eine dichte Struktur. Die Aufweitung senkrecht zur Korngrenze betraegt 0.21 A. (orig./MM)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RR 6084(33) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman