非晶合金具有優(yōu)秀的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,并且表現(xiàn)出異于傳統(tǒng)合金的輻照行為,這使其在核能領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前關(guān)于非晶合金輻照效應(yīng)機(jī)制的研究仍不充分。因此,本文利用分子動力學(xué)（MD）方法模擬了非晶合金的輻照過程,并以其結(jié)構(gòu)中自由體積為特征參量,計算表征了輻照過程中非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)演化,嘗試對其輻照效應(yīng)的微結(jié)構(gòu)機(jī)制進(jìn)行解釋,希望為新型耐輻照材料的設(shè)計和開發(fā)提供幫助。為準(zhǔn)確表征自由體積的數(shù)量大小和空間分布,本文設(shè)計了一種基于Vorinoi分形的新型自由體積算法,并進(jìn)行了計算程序的開發(fā)。后運(yùn)用MD方法模擬了PKA在Zr₂Cu非晶合金模型中的級聯(lián)碰撞過程,建立了五個具有代表性的過程結(jié)構(gòu)模型。通過對模型自由體積的計算,本文發(fā)現(xiàn)輻照會使材料結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生自由體積的激增區(qū),其中包含了“類空位缺陷”及“大尺寸自由體積”。隨著級聯(lián)碰撞過程的發(fā)展,模型會通過結(jié)構(gòu)自修復(fù)來消除輻照引起的自由體積分布不均勻,具體表現(xiàn)為“類空位缺陷”及“大尺寸自由體積”的遷移和湮滅,最終在弛豫過程中發(fā)生整體自由體積的重分布。此時,模型的微觀結(jié)構(gòu)基本恢復(fù)至未輻照狀態(tài),表現(xiàn)出良好的耐輻照性。但輻照仍造成... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 非晶合金概述
        1.2.1 非晶合金的結(jié)構(gòu)特征
        1.2.2 非晶合金的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 非晶合金在核能工程中的應(yīng)用前景
    1.3 材料的輻照效應(yīng)研究
        1.3.1 晶態(tài)合金的輻照研究現(xiàn)狀
        1.3.2 非晶合金的輻照研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要工作
第二章 研究原理與技術(shù)方法
    2.1 基于Voronoi分形的非晶合金結(jié)構(gòu)劃分
        2.1.1 Voronoi分形技術(shù)的基本原理
        2.1.2 非晶合金結(jié)構(gòu)劃分
    2.2 基于自由體積的非晶合金結(jié)構(gòu)研究理論
        2.2.1 自由體積理論基礎(chǔ)
        2.2.2 自由體積特征參數(shù)
        2.2.3 自由體積理論的局限性
    2.3 分子動力學(xué)模擬技術(shù)
        2.3.1 分子動力學(xué)概述
        2.3.2 分子動力學(xué)計算原理
        2.3.3 原子間的作用勢設(shè)置
        2.3.4 系統(tǒng)邊界條件設(shè)置
        2.3.5 時間積分算法
        2.3.6 系綜選擇
    2.4 本章小結(jié)
第三章 非晶合金微結(jié)構(gòu)特征參數(shù)計算表征的研究
    3.1 自由體積算法調(diào)研
    3.2 新型自由體積算法設(shè)計
        3.2.1 自由體積定量計算原理
        3.2.2 自由體積定位計算
        3.2.3 數(shù)據(jù)重復(fù)性篩選及歸并
    3.3 算法程序的開發(fā)和驗(yàn)證
        3.2.1 自由體積計算程序說明
        3.2.2 程序計算結(jié)果驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Zr基非晶合金微觀輻照響應(yīng)機(jī)制的研究
    4.1 引言
2Cu非晶合金輻照過程的MD模擬">    4.2 Zr₂Cu非晶合金輻照過程的MD模擬
2Cu非晶合金模型">        4.2.1 建立初始態(tài)Zr₂Cu非晶合金模型
        4.2.2 PKA的選取
        4.2.3 級聯(lián)過程中勢函數(shù)及系綜選擇
        4.2.4 可變時間步長dt
    4.3 結(jié)果分析及討論
        4.3.0 階段特征模型的建立
2Cu非晶合金的結(jié)構(gòu)自修復(fù)機(jī)制">        4.3.1 Zr₂Cu非晶合金的結(jié)構(gòu)自修復(fù)機(jī)制
        4.3.2 自由體積的元素選擇性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 本文主要創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華.  物理學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
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[9]利用高能離子模擬研究反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料中的輻照效應(yīng)[J]. 王志光.  原子核物理評論. 2006(02)
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本文編號：3035532