A tight-binding potential for atomistic simulations of carbon interacting with transition metals: Application to the Ni-C system

We present a tight-binding potential for transition metals, carbon, and transition metal carbides, which has been optimized through a systematic fitting procedure. A minimal basis, including the s, p electrons of carbon and the d electrons of the transition metal, is used to obtain a transferable tight-binding model of the carbon-carbon, metal-metal and metal-carbon interactions applicable to binary systems. The Ni-C system is more specifically discussed. The successful validation of the potential for different atomic configurations indicates a good transferability of the model and makes it a good choice for atomistic simulations sampling a large configuration space. This approach appears to be very efficient to describe interactions in systems containing carbon and transition metal elements

PHYSICAL PROPERTIES OF METALLIC MAGNETIC COMPOUNDS : 5f-BAND APPROACHConditions for the appearance of magnetism in metallic actinide systems

Nous précisons les paramètres gouvernant l'apparition de moments magnétiques localisés dans les actinides à l'état métallique, dilués ou concentrés. Les systèmes Kondo dilués UxTh1-x et (UxTh1-x)S, les composés de protactinium, UAl2 et les composés de structure NaCl seront plus particulièrement discutés.We review the parameters responsible for the occurrence of localized magnetic moments in dilute or concentrated metallic actinide systems, and discuss their experimental evidence. The dilute Ux Th1-x and (UxTh1-x)S Kondo systems, the protactinium compounds, UAl2 and the rocksalt compounds will be more specifically considered

Propriétés électroniques des carbonitrures d'uranium U(C1- x Nx)

We have measured the magnetic susceptibilities (between 4 and 1 000 °K), specific heat (1,5-10 °K) and electrical resistivities (4-1000 °K) of the solid solution U(C1-x Nx). The antiferromagnetic long range order is observed for 0,90 < x < 1. For 0,50 < x < 0,90, there is perhaps some short range magnetic order. For x < 0,50, there are no more localised magnetic moments. At the critical concentration xc ≃ 0,90, one observes at 4 °K maxima of residual electrical resistivity, magnetic susceptibility, electronic specific heat. The numerical analysis of the magnetic susceptibilities seem to show that each carbon atom suppresses the localised magnetic moments on its six uranium first neighbours. The whole of our results should be interpreted in a 6 d-5 f band model with strong spin fluctuations.Nous avons mesuré les susceptibilités magnétiques (entre 4 et 1 000 °K), chaleurs spécifiques (1,5-10 °K) et résistivités électriques (4-1000 °K) de la solution solide U(C1-x Nx). L'ordre antiferromagnétique à grande distance n'est observé que pour 0,90 < x < 1. Pour 0,50 < x < 0,90, il subsiste peut-être de l'ordre magnétique à courte distance. Pour x < 0,50, il ne subsiste pratiquement plus de moments magnétiques localisés. A la concentration critique x c ≃ 0,90, on observe à 4 °K des maxima de résistivité électrique résiduelle, susceptibilité magnétique, chaleur spécifique électronique. L'analyse numérique des susceptibilités magnétiques semble montrer que tout atome de carbone annule les moments magnétiques portés par ses six premiers voisins uranium. L'ensemble de nos résultats semble s'interpréter qualitativement dans un modèle de bande 6 d-5 f avec fortes fluctuations de spin

Magnetic properties of UN under pressure

Nous avons mesuré la susceptibilité d'un échantillon polycristallin de UN sous pression hydrostatique jusqu'à 6 kbars. La température de Néel diminue au taux de σ Log TN/σP = -10 Mbar-1.We have measured the susceptibility of polycrystalline UN under hydrostatic pressure up to 6 kbars. The Néel temperature is found to decrease as σ Log TN/σP = -10 Mbar-1

Local lattice distortions around interstitial oxygen in niobium

The elastic neutron diffuse scattering has been measured on a quenched NbO$_{0.023}$ single crystal in the $[1\bar 1 0]$ reciprocal plane. Because of the large inelastic contribution due to low-energy phonons, a deconvolution method has been developed which increases the time-of-flight analysis accuracy. The coherent elastic diffuse intensity is composed of a diffuse Huang scattering around the Bragg peaks, a strong maximum near the (1.3 1.3 1.3) position and a coherent diffuse signal in the whole plane. There is no clear evidence for a short-range order between interstitials. The first neighbours of the oxygen interstitisls are so short-range order between interstitials. The first neighbours of the oxygen interstitials are so strongly repulsed that the usual analytic developments are not justified and the data have been analysed within a simple model assuming that the defects are isolated and considering only the perturbation over the four first neighbouring shells.La diffusion diffuse élastique de neutrons dans un cristal NbO$_{0,023}$ a été mesurée dans le plan [ $1\bar 1 0$] du réseau réciproque. Une méthode de déconvolution des spectres a permis d'améliorer les performances d'analyse du temps de vol près des pics de Bragg où la contribution inélastique due aux phonons de faible énergie est importante. On observe une diffusion Huang autour des pics de Bragg, un maximum marqué près de (1,3 1,3 1,3) est un signal diffus cohérent dans tout le plan. Il n'apparaît pas de manifestation claire d'un ordre local entre impuretés. Les premiers voisins des interstitiels d'oxygène sont si fortement repoussés que les développements analytiques habituels sont inutilisables ; les données ont donc analysées à l'aide d'un modèle simple supposant les défauts isolés et ne considérant que les perturbations sur les quatre premières couches de voisins

Magnetic and hyperfine properties of NpFe2-xCoxSi2 tetragonal systems

Des mesures d'aimantation, d'effet Mössbauer et de diffraction neutronique ont été effectuées sur les composés intermétalliques NpFe2-xCoxSi2 (où x = 0 ; 1 ; 1,5 ; 2). Les études Mössbauer de 237Np permettent de mettre en évidence, pour les diverses valeurs de x, un ordre magnétique en dessous de 87(3), 15(3), 37(3) et 42(3) K respectivement, ainsi que des champs hyperfins de 2 535(50), 1 600(50), 2 210(50) et 2 600(50) MHz et des déplacements isomériques (relatifs à NpAl2) de - 2,3(3) ; + 7,6(3) ; 0(3) et - 2,9 mm/s. On a observé une très faible aimantation de caractère non saturé (à 4,2 K et 20 kOe). Un échantillon polycristallin de NpCo2Si2 a été étudié par diffraction neutronique entre 2 et 160 K. En dessous de 44 K on a observé cinq lignes de surstructure compatibles avec une structure antiferromagnétique de type I du sous-réseau Np(2 a ), pour laquelle TN = 44(3) K. Les intensités observées s'expliquent en attribuant un moment de 1,5 µB à l'ion Np et aucun moment localisé sur l'ion Co. Une corrélation directe entre déplacement isomérique, champ hyperfin et température d'ordre est mise en évidence pour la première fois. Une telle corrélation ne peut s'expliquer qu'en supposant une importante hybridation f-d et f-s.Magnetization, 237Np Mössbauer effect and neutron diffraction studies of the tetragonal NpFe2-x CoxSi2 (x = 0, 1, 1.5, 2) intermetallic compounds were performed. The Mössbauer studies of the 237Np show a magnetic order below 87(3), 15(3), 37(3), 42(3) K, hyperfine fields of 2 535(50), 1 600(50), 2 210(50), 2 600(50) MHz and isomeric shifts of - 2.3(3), + 7.6(3), 0(3), - 2.9 mm/s (relative to NpAl2 respectively. An extremely low magnetization of non-saturated character (at 4.2 K, 20 kOe) is observed. A polycrystalline ingot sample of NpCo2Si2 was studied by neutron diffraction at temperatures from 2 to 160 K. Five superlattice lines were observed at temperatures below 44 K and are consistent with an antiferromagnetic structure of the Np(2 a) sublattice of type I with TN = 44(3) K. The Np ion magnetic moment consistent with the diffracted intensities is 1.5(2) µB with no localized moment on the Co ion. A direct correlation between the isomer shift, hyperfine field and ordering temperature is reported for the first time. This unusual correlation can be explained only if strong f-d, f-s hybridization are assumed

SANS study of structural changes in irradiated FeCu dilute alloys

Copper-rich precipitates formed in iron based dilute alloys by irradiation or thermal ageing, have been investigated using small angle neutron scattering (SANS). In particular, FeCu1.5% has been studied after either 2.5 MeV electron irradiations at 300°C or thermal ageing at 500°C. Size distribution, composition and number density of the clusters were deduced from SANS data. In addition, microhardness measurements allowed to correlate precipitates configuration with alloys hardening. The precipitation mechanism looks the same for both kinds of ageing, but irradiation induces an additional contribution to hardening. A linear correlation between duration of thermal ageing and irradiation fluence can be established

Application de la diffusion de neutrons aux petits angles à l'étude du vieillissement de différents matériaux

Cet article présente des exemples de résultats expérimentaux obtenus en diffusion de neutrons aux petits angles pour trois types de matériaux (alliages modèles FeCu, aciers austéno-ferritiques inoxydables et superalliages à base nickel) différemment vieillis. Un modèle simple, différent dans chaque cas, permet de bien rendre compte des résultats expérimentaux et de déduire un certain nombre de paramètres intervenant dans la modélisation du vieillissement