Detail projektu

Role entropie v materiálovém výzkumu: Segregace příměsí na hranicích zrn

Období řešení: 01.01.2020 — 31.12.2022

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující

O projektu

Ačkoli existuje řada důkazů o důležitosti entropie v různých projevech materiálů, je tato veličina při jejich popisu velmi často zanedbána. To pak vede k nepřesným kvantitativním hodnotám a – v případě zobecňování – i k nesprávné předpovědi a interpretaci těchto jevů. Účelem navrženého projektu je prokázat roli entropie na důležitém příkladu segregace příměsí na hranicích zrn v k.pr.c. železe. Bude vyvinuta metodika teoretického výpočtu entropie segregace a vypočtená data budou porovnána s experimentálně získanými hodnotami této veličiny uvedenými v literatuře. Pokud je nám známo, jedná se o první takové srovnání experimentálních a teoretických výsledků v oboru. Vypočtené hodnoty entropie pak budou testovány pomocí známých jevů, jako jsou anisotropie segregace příměsí na hranicích zrn či kompenzační jev mezi entropií a entalpií, což jednak potvrdí správnost naší metodiky teoretického výpočtu segregační entropie a také zdůrazní její nezanedbatelný význam při kvantitativním popisu jevů v oblasti materiálů.

Popis anglicky
Despite of indication of significance of entropy in various phenomena of materials science, this quantity is neglected in their quantification in majority of cases. This negligence results in inaccurate quantitative values and – in the case of generalization – in incorrect prediction and interpretation of the effects. In this project we will demonstrate for the first time the role of the entropy for an important example of solute segregation at grain boundaries of bcc iron. The methods of theoretical determination of the entropy of segregation will be developed and the data calculated for selected solutes will be compared to experimental values in literature. The calculated data will be then tested using known phenomena, such as the anisotropy of the grain boundary segregation and enthalpy–entropy compensation effect, so that the correctness of the developed methods will be proved and the importance of entropy in quantitative description of phenomena in materials science will be emphasized.

Klíčová slova
Hranice zrn;Segregace příměsí;Energie;Entropie

Klíčová slova anglicky
Grain boundaries;Solute segregation;Energy;Entropy

Označení

20-08130S

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Černý Miroslav, prof. Mgr., Ph.D. - hlavní řešitel

Útvary

Pokročilé kovové materiály a kompozity na bázi kovů
- příjemce (01.01.2020 - 31.12.2022)
Příprava a charakterizace nanostruktur
- spolupříjemce (01.01.2020 - 31.12.2022)

Výsledky

ŠESTÁK, P.; ČERNÝ, M.; ZHANG, Z.; POKLUDA, J. Extraordinary Response of H-Charged and H-Free Coherent Grain Boundaries in Nickel to Multiaxial Loading. Crystals, 2020, vol. 10, no. 7, p. 1-12. ISSN: 2073-4352.
Detail

FRIÁK, M.; ČERNÝ, M.; VŠIANSKÁ, M.; ŠOB, M. Impact of Antiphase Boundaries on Structural, Magnetic and Vibrational Properties of Fe3Al. Materials, 2020, vol. 13, no. 21, p. 1-13. ISSN: 1996-1944.
Detail

ŠESTÁK, P.; FRIÁK, M.; ŠOB, M. The Effect of Hydrogen on the Stress-Strain Response in Fe3Al: An ab initio Molecular-Dynamics Study. Materials, 2021, vol. 14, no. 15, p. 1-14. ISSN: 1996-1944.
Detail

LEJČEK, P.; HOFMANN, S.; VŠIANSKÁ, M.; ŠOB, M. Entropy matters in grain boundary segregation. ACTA MATERIALIA, 2021, vol. 206, no. 1, p. 116597-1 (116597-12 p.)ISSN: 1873-2453.
Detail

LEJČEK, P.; HOFMANN, S. Entropy-dominated grain boundary segregation. Journal of Materials Science, 2021, vol. 56, no. 12, p. 7464-7473. ISSN: 1573-4803.
Detail

LEJČEK, P.; HOFMANN, S. Entropy-Driven Grain Boundary Segregation: Prediction of the Phenomenon. Metals, 2021, vol. 11, no. 8, p. 1-10. ISSN: 2075-4701.
Detail

ČERNÝ, M.; ŠESTÁK, P. Segregation of Phosphorus and Silicon at the Grain Boundary in Bcc Iron via Machine-Learned Force Fields. Crystals, 2024, vol. 14, no. 1, ISSN: 2073-4352.
Detail

ČERNÝ, M.; ŠESTÁK, P.; VŠIANSKÁ, M.; LEJČEK, P. On Agreement of Experimental Data and Calculated Results in Grain Boundary Segregation. Metals, 2022, vol. 12, no. 8, p. 1389 ( p.)ISSN: 2075-4701.
Detail

ŘEHÁK, P.; VŠIANSKÁ, M.; ČERNÝ, M. Role of vibrational entropy in impurity segregation at grain boundaries in bcc iron. COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE, 2023, vol. 216, no. Jan, p. 111858 ( p.)ISSN: 0927-0256.
Detail

FRIÁK, M.; ČERNÝ, M.; ŠOB, M. Temperature-dependent impact of antiphase boundaries on properties of Fe3Al. INTERMETALLICS, 2022, vol. 151, no. DEC, p. 107746-107746. ISSN: 0966-9795.
Detail

ŘEHÁK, P.; ČEŠKA, J.; ČERNÝ, M. Effect of substitutional oxygen on the cohesion of transition-metal nitride multilayers. Surface and Coatings Technology, 2023, vol. 465, no. 7, p. 129583 ( p.)ISSN: 0257-8972.
Detail

LEJČEK, P.; ŠKOLÁKOVÁ, A. Grain boundary configurational entropy: a challenge. Journal of Materials Science, 2023, vol. 58, no. 24, p. 10043-10057. ISSN: 1573-4803.
Detail

FRIÁK, M.; ČERNÝ, M.; ŠOB, M. The Impact of Vibrational Entropy on the Segregation of Cu to Antiphase Boundaries in Fe3Al. Magnetochemistry, 2021, vol. 7, no. 8, p. 1-14. ISSN: 2312-7481.
Detail

Odpovědnost: Černý Miroslav, prof. Mgr., Ph.D.