W辐照损伤初期的分子动力学研究

金属学报, 2015, 51(6): 724-732. doi: 10.11900/0412.1961.2014.00492

W辐照损伤初期的分子动力学研究

姚曼 ^1, , 崔薇 ^2, , 王旭东 ^3, , 徐海譞 ^4, , PHILLPOT S R ^5,

1.大连理工大学材料科学与工程学院,大连,116024

2.大连理工大学材料科学与工程学院,大连,116024

3.大连理工大学材料科学与工程学院,大连,116024

4.Department of Materials Science and Engineering, University of Tennessee, Knoxiville, TN37996, USA

5.Department of Materials Science and Engineering, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA

基金项目: 国家自然科学基金项目21233010和51004012资助 Supported by National Natural Science Fundation of China (Nos.21233010 and 51004012)

关键词： W , 分子动力学 , 位移级联 , 稳定Frenkel pairs数 , 离位阈能

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF INITIAL RADIATION DAMAGE IN TUNGSTEN

Keywords： W , molecular dynamics (MD) , displacement cascade , steady Frenkel pairs number , displacement threshold energy

运用分子动力学方法,探究bcc-W在中子辐照初期,由辐照诱发的缺陷形成和演化的微观过程的原子机制.选取初始碰撞原子(PKA)能量1.0～25.0 kcV,模拟温度范围100～900K,研究W中位移级联产生的缺陷数量及分布,PKA方向和温度对稳定Frenkel pairs数的影响,缺陷团簇以及W的离位阈能.结果表明,若级联诱发的缺陷在峰值阶段呈近球形密集分布,稳定阶段Frenkel pairs数相对较少,若缺陷呈非球形相对分散分布,稳定阶段Frenkel pairs数相对较多;稳定Frenkelpairs数受PKA方向的影响不大,且随温度升高有下降趋势;比较而言,间隙原子团簇分数比空位团簇分数高,而空位团簇倾向于形成较大的团簇;W的平均离位阈能受温度影响较小,并具有一定的各向异性.

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