Атомарный механизм трансформации между ОЦК и ГПУ фазами в цирконии под давлением

С использованием первопринципных методов расчета энергии кристаллов, исследован атомарный механизм трансформации между ОЦК (β) и ГПУ (α) фазами циркония при низкой температуре. Разработан точный двухпараметрический геометрический способ описания трансформации кристаллической решетки по механизму Бюргерса. Представленный способ описания учитывает изменения атомного объема и формы кристаллической решетки при трансформации. Используя предложенное описание трансформации, были построены поверхности потенциальной энергии циркония при ОЦК-ГПУ трансформации в интервале давления от 0 до 25 ГПа с шагом 5 ГПа. Методом градиентного спуска были определены пути минимальной энергии вдоль поверхностей потенциальной энергии. Анализ полученных результатов показал сильную зависимость формы энергетических поверхностей и пути минимальной энергии от давления. При увеличении давления до 25 ГПа форма поверхности потенциальной энергии циркония меняется критически, а на поверхности появляется структура с энергией меньше, чем у ГПУ на 10.5 мэВ. Сравнение результатов расчетов, произведенных с помощью разработанного двухпараметрического метода описания трансформации с однопараметрическими аналогами из литературы, показало несостоятельность последних в качестве инструмента исследования атомарных механизмов фазовых переходов.