金属Nb级联碰撞的分子动力学模拟
来源期刊：金属学报2020年第2期
论文作者：马小强 杨坤杰 徐喻琼 杜晓超 周建军 肖仁政
文章页码：249 - 256
关键词：Nb;分子动力学;位移级联;Frenkel缺陷;缺陷团簇;
摘 要：运用分子动力学方法研究了bcc结构Nb在辐照损伤初期因辐照诱发位移损伤形成和演化的微观过程以及原子机制。选取初级离位原子（primary knock-on atom,PKA）能量5～50 keV,模拟温度300 K,研究了Nb中级联碰撞产生的缺陷数量及其分布随模拟时间的演化,PKA能量对稳定Frenkel缺陷数目的影响,缺陷团簇的分布等。研究结果显示,级联碰撞会在体系中产生辐照缺陷,Frenkel缺陷对数目和不同的PKA能量区间（5～30 keV和30～50 keV）之间满足不同的幂函数关系,所形成的缺陷大多数以点缺陷的形式存在,空位团簇成团率17%～35%,间隙原子团簇成团率23%～40%,PKA能量越高,空位越容易形成较大的团簇;级联碰撞产生的间隙原子形成了大量的沿<110>方向的哑铃型结构;当PKA能量高于30 keV时,级联碰撞将产生1/2<111>间隙型位错环和<100>空位型位错环。
马小强1，杨坤杰2，徐喻琼1，杜晓超1，周建军1，肖仁政1
1. 三峡大学机械与动力学院2. 烟台大学核装备与核工程学院
摘 要：运用分子动力学方法研究了bcc结构Nb在辐照损伤初期因辐照诱发位移损伤形成和演化的微观过程以及原子机制。选取初级离位原子（primary knock-on atom,PKA）能量5～50 keV,模拟温度300 K,研究了Nb中级联碰撞产生的缺陷数量及其分布随模拟时间的演化,PKA能量对稳定Frenkel缺陷数目的影响,缺陷团簇的分布等。研究结果显示,级联碰撞会在体系中产生辐照缺陷,Frenkel缺陷对数目和不同的PKA能量区间（5～30 keV和30～50 keV）之间满足不同的幂函数关系,所形成的缺陷大多数以点缺陷的形式存在,空位团簇成团率17%～35%,间隙原子团簇成团率23%～40%,PKA能量越高,空位越容易形成较大的团簇;级联碰撞产生的间隙原子形成了大量的沿<110>方向的哑铃型结构;当PKA能量高于30 keV时,级联碰撞将产生1/2<111>间隙型位错环和<100>空位型位错环。
关键词：Nb;分子动力学;位移级联;Frenkel缺陷;缺陷团簇;
