本文關(guān)鍵詞：應(yīng)變對(duì)銅中空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：核結(jié)構(gòu)材料在承受高能射線輻照的同時(shí),還經(jīng)常承受一定的應(yīng)力載荷,這些載荷會(huì)對(duì)輻照缺陷的形成和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,進(jìn)而會(huì)影響材料的結(jié)構(gòu)和性能。因此,明確應(yīng)力對(duì)材料中缺陷結(jié)構(gòu)演化的影響,對(duì)揭示核結(jié)構(gòu)材料服役過程中微觀結(jié)構(gòu)、組織及力學(xué)性能的變化極為重要。本論文采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究應(yīng)變對(duì)銅中空位團(tuán)簇穩(wěn)定性、團(tuán)簇的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及演化規(guī)律的影響。首先,選取EAM勢(shì)、FS勢(shì)、2NN MEAM勢(shì)三種勢(shì)函數(shù),針對(duì)不同的團(tuán)簇構(gòu)型：線團(tuán)簇、面團(tuán)簇和體團(tuán)簇,進(jìn)行無應(yīng)變下銅中空位團(tuán)簇演化規(guī)律的對(duì)比研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)由三種勢(shì)函數(shù)得到的團(tuán)簇演化規(guī)律一致,即四面體方式和八面體方式長大的團(tuán)簇均具有較高的穩(wěn)定性,且具有較大的長大概率。因此,無應(yīng)變下,團(tuán)簇傾向于四面體方式或八面體方式長大,并最終形成空洞。然后,本文研究了單軸[001]應(yīng)變對(duì)銅中空位團(tuán)簇的能量、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)團(tuán)簇結(jié)合能隨應(yīng)變的變化呈現(xiàn)復(fù)雜規(guī)律,在應(yīng)變變化區(qū)間為-10%-10%時(shí),線、面團(tuán)簇的結(jié)合能是單調(diào)變化的；而體團(tuán)簇的結(jié)合能在拉／壓應(yīng)變下均降低。由于結(jié)合能的上述變化,導(dǎo)致當(dāng)體系承受拉應(yīng)變時(shí),線、面團(tuán)簇傾向于沿著應(yīng)變軸分布；當(dāng)體系承受壓應(yīng)變時(shí),線、面團(tuán)簇傾向于垂直應(yīng)變軸分布。應(yīng)變引起團(tuán)簇相對(duì)穩(wěn)定性的變化,進(jìn)而引起了演化規(guī)律的變化。因此,當(dāng)體系發(fā)生較大應(yīng)變時(shí),除八面體長大方式之外,空位團(tuán)簇會(huì)傾向于沿著{001}面長大,并最終形成{001}面上的層錯(cuò)。此外,本文提出了應(yīng)變影響的機(jī)制,即體系的松弛會(huì)迫使空位團(tuán)簇周圍的局部結(jié)構(gòu)趨近于形成理想晶體結(jié)構(gòu),并且這一趨近程度可以通過體系的松弛程度來表示。最后,本文探究了體應(yīng)變對(duì)銅中演化規(guī)律的影響,并嘗試進(jìn)行了在固定應(yīng)變條件下和變應(yīng)變下空位團(tuán)簇演化過程的動(dòng)態(tài)模擬。在體壓縮時(shí),空位團(tuán)簇傾向于形成層錯(cuò)四面體；在體膨脹時(shí),空位團(tuán)簇傾向于以四面體和八面體結(jié)合的方式長大,并最終形成空洞。動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果顯示在壓應(yīng)變下,空洞向?qū)渝e(cuò)四面體定向轉(zhuǎn)化,在拉應(yīng)變下,層錯(cuò)四面體向空洞定向轉(zhuǎn)化,而在循環(huán)應(yīng)變下,空洞與層錯(cuò)四面體實(shí)現(xiàn)了可逆轉(zhuǎn)化。
【關(guān)鍵詞】：分子動(dòng)力學(xué)模擬 空位團(tuán)簇 應(yīng)變 穩(wěn)定性 演化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 引言9-10
• 1.2 輻照誘發(fā)缺陷團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及其演化10-14
• 1.2.1 缺陷的產(chǎn)生10-11
• 1.2.2 缺陷團(tuán)簇的形核、長大和演化11-14
• 1.3 應(yīng)變對(duì)輻照誘發(fā)缺陷團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及其演化的影響14-19
• 1.3.1 缺陷的產(chǎn)生14-15
• 1.3.2 缺陷團(tuán)簇的形核、長大和演化15-19
• 1.4 本文研究目的和內(nèi)容19-20
• 2 計(jì)算方法及數(shù)據(jù)處理20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬方法簡介20-21
• 2.3 計(jì)算條件選擇21-25
• 2.3.1 計(jì)算思路21-22
• 2.3.2 積分算法22-23
• 2.3.3 原子勢(shì)函數(shù)23-24
• 2.3.4 邊界條件24-25
• 2.3.5 系綜25
• 2.4 數(shù)據(jù)處理25-28
• 2.4.1 空位團(tuán)簇形成能和結(jié)合能的計(jì)算25-26
• 2.4.2 缺陷判斷方法26-28
• 2.5 數(shù)據(jù)可視化28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 無應(yīng)變時(shí),空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律29-36
• 3.1 計(jì)算參數(shù)的設(shè)置29-30
• 3.2 空位團(tuán)簇的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)30-33
• 3.3 空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 單軸應(yīng)變對(duì)空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的影響36-52
• 4.1 計(jì)算參數(shù)的設(shè)置36-39
• 4.1.1 應(yīng)變的引入36-37
• 4.1.2 團(tuán)簇取向的確定37-38
• 4.1.3 勢(shì)函數(shù)的選取38-39
• 4.2 空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律39-44
• 4.3 應(yīng)變影響的機(jī)制44-48
• 4.4 結(jié)構(gòu)重構(gòu)48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 5 體應(yīng)變對(duì)空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的影響52-65
• 5.1 計(jì)算參數(shù)的設(shè)置52
• 5.1.1 應(yīng)變的引入52
• 5.1.2 勢(shì)函數(shù)的選取52
• 5.2 空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律52-57
• 5.3 空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)化57-64
• 5.3.1 空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)間的定向轉(zhuǎn)變57-62
• 5.3.2 空位團(tuán)簇結(jié)構(gòu)間的可逆轉(zhuǎn)變62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 附錄A 模擬過程中的主要程序71-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79

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本文編號(hào)：298343