Estimation of grain boundary segregation enthalpy and its role in stable nanocrystalline alloy design
Source abstract
Abstract
Grain boundary segregation provides a method for stabilization of nanocrystalline metals—an alloying element that will segregate to the boundaries can lower the grain boundary energy, attenuating the driving force for grain growth. The segregation strength relative to the mixing enthalpy of a binary system determines the propensity for segregation stabilization. This relationship has been codified for the design space of positive enthalpy alloys; unfortunately, quantitative values for the grain boundary segregation enthalpy exist in only very few material systems, hampering the prospect of nanocrystalline alloy design. Here we present a Miedema-type model for estimation of grain boundary segregation enthalpy, with which potential nanocrystalline phase-forming alloys can be rapidly screened. Calculations of the necessary enthalpies are made for ∼2500 alloys and used to make predictions about nanocrystalline stability.
Source: expertdata · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Microstructure and mechanical properties · Microstructure and Mechanical Properties of Steels · Advanced Materials Characterization Techniques
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (63)
Show source-provided references
1. 10.1021/ie50458a03610.1021/ie50458a036 ↗
2. Surface segregation in alloys of transition-metals
3. 10.1016/0956-7151(94)90021-310.1016/0956-7151(94)90021-3 ↗
4. 10.1016/j.actamat.2010.04.02310.1016/j.actamat.2010.04.023 ↗
5. 10.1016/j.msea.2011.02.08010.1016/j.msea.2011.02.080 ↗
6. Thermodynamic state functions of interfacial segregation and their role in the compensation effect
7. 10.1063/1.35389010.1063/1.353890 ↗
8. 10.1016/S1359-6454(99)00371-710.1016/S1359-6454(99)00371-7 ↗
9. 10.1016/S1359-6454(99)00397-310.1016/S1359-6454(99)00397-3 ↗
10. 10.1016/j.actamat.2005.06.00610.1016/j.actamat.2005.06.006 ↗
11. 10.1016/j.matlet.2005.01.00310.1016/j.matlet.2005.01.003 ↗
12. 10.1007/s10853-008-2545-x10.1007/s10853-008-2545-x ↗
13. 10.1016/j.msea.2006.07.06910.1016/j.msea.2006.07.069 ↗
14. 10.1016/j.jallcom.2011.04.01410.1016/j.jallcom.2011.04.014 ↗
15. 10.1007/978-3-642-12505-810.1007/978-3-642-12505-8 ↗
16. 10.1016/j.actamat.2005.12.02710.1016/j.actamat.2005.12.027 ↗
17. 10.1016/0956-7151(94)90219-410.1016/0956-7151(94)90219-4 ↗
18. The thermal stability of nanocrystalline cartridge brass and the effect of zirconium additions
19. 10.1016/j.msea.2007.05.12810.1016/j.msea.2007.05.128 ↗
20. 10.1103/PhysRevB.40.1150210.1103/PhysRevB.40.11502 ↗
21. 10.1016/S1359-6454(01)00338-X10.1016/S1359-6454(01)00338-X ↗
22. 10.1016/0965-9773(92)90076-A10.1016/0965-9773(92)90076-A ↗
23. 10.1016/0921-5093(94)90173-210.1016/0921-5093(94)90173-2 ↗
24. McLean · 1957
25. 10.1557/JMR.2007.040310.1557/JMR.2007.0403 ↗
26. 10.3139/146.10115210.3139/146.101152 ↗
27. 10.1080/0001873540010123310.1080/00018735400101233 ↗
28. 10.1007/BF0258609610.1007/BF02586096 ↗
29. 10.1016/S1359-6454(97)00297-810.1016/S1359-6454(97)00297-8 ↗
30. 10.4028/www.scientific.net/MSFo.110.4028/www.scientific.net/MSFo.1 ↗
31. de Boer · 1988
32. 10.1021/am200458710.1021/am2004587 ↗
33. 10.1557/JMR.1995.193310.1557/JMR.1995.1933 ↗
34. Grain growth in the nanocrystalline W-Cu and Cu-Pb composite powders prepared by mechanical alloying
35. 10.1007/BF0264285010.1007/BF02642850 ↗
36. 10.1016/j.msea.2010.02.04310.1016/j.msea.2010.02.043 ↗
37. 10.1016/j.actamat.2012.12.03310.1016/j.actamat.2012.12.033 ↗
38. 10.1007/s10853-005-2680-610.1007/s10853-005-2680-6 ↗
39. 10.1016/j.scriptamat.2010.10.04310.1016/j.scriptamat.2010.10.043 ↗
40. Abe · 1991 · 721
41. 10.1103/PhysRevB.79.09411210.1103/PhysRevB.79.094112 ↗
42. 10.1007/s00339-004-2965-710.1007/s00339-004-2965-7 ↗
43. 10.1002/adfm.20090173210.1002/adfm.200901732 ↗
44. 10.1080/09500839618061410.1080/095008396180614 ↗
45. 10.1016/0921-5093(95)09966-210.1016/0921-5093(95)09966-2 ↗
46. 10.1016/j.scriptamat.2004.05.03610.1016/j.scriptamat.2004.05.036 ↗
47. 10.1088/0305-4608/10/6/00610.1088/0305-4608/10/6/006 ↗
48. 10.1007/s10853-005-2406-910.1007/s10853-005-2406-9 ↗
49. 10.1007/s11665-010-9700-710.1007/s11665-010-9700-7 ↗
50. 10.1016/0965-9773(93)90088-S10.1016/0965-9773(93)90088-S ↗
51. 10.1126/science.122473710.1126/science.1224737 ↗
52. 10.1002/pssa.221131022910.1002/pssa.2211310229 ↗
53. 10.1103/PhysRevB.76.02411110.1103/PhysRevB.76.024111 ↗
54. 10.1016/j.jcrysgro.2003.12.02110.1016/j.jcrysgro.2003.12.021 ↗
55. 10.1016/j.msea.2012.07.11710.1016/j.msea.2012.07.117 ↗
56. 10.1016/j.actamat.2007.05.04710.1016/j.actamat.2007.05.047 ↗
57. 10.1016/j.msea.2009.11.03410.1016/j.msea.2009.11.034 ↗
58. 10.1149/1.342174910.1149/1.3421749 ↗
59. 10.1016/j.scriptamat.2005.04.05110.1016/j.scriptamat.2005.04.051 ↗
60. 10.1016/S1359-6454(99)00265-710.1016/S1359-6454(99)00265-7 ↗
61. 10.1016/j.actamat.2007.03.02410.1016/j.actamat.2007.03.024 ↗
62. 10.1016/1359-6454(96)00020-110.1016/1359-6454(96)00020-1 ↗
63. 10.1016/j.msea.2012.08.09210.1016/j.msea.2012.08.092 ↗