人口膨脹和工業(yè)化導致能源需求的不斷增加,核能將變成大規(guī)模能量產生的越來越優(yōu)先的選項。然而,在通過裂變和聚變反應的能量產生過程中,核反應堆內的結構材料受到中子輻照導致輻照損傷。輻照損傷造成材料的微觀結構變化,從而降低了材料的性能。因此,為了選擇和開發(fā)高性能耐輻照材料,需要理解輻照損傷對材料微觀結構和性能的影響。鐵素體鋼是現(xiàn)存裂變堆和未來新型裂變堆結構材料的普遍選擇之一,同時低活化鐵素體/馬氏體（RAFM）鋼是未來聚變堆系統(tǒng)中第一壁和包層結構材料的候選材料,而這些鋼的模型金屬和基體材料主要是bcc（體心立方）或α-相的鐵,同時輻照損傷對α-鐵的微觀結構和性質的影響仍然沒有完全理解,因此,我們選擇α-鐵作為輻照損傷的研究對象。輻照損傷是在時間和空間尺度上的多尺度現(xiàn)象,因此輻照損傷的模擬是一個多尺度問題,它提供了從輻照損傷產生的原子尺度到工程相關的大范圍空間和時間尺度上模擬材料輻照損傷的分等級方法。因此,本論文采用分子動力學方法研究α-鐵中輻照缺陷的產生,采用動力學Monte Carlo方法研究輻照缺陷演化和累積,從而初步建立了 α-鐵的輻照損傷的多尺度模擬方法。移位級聯(lián)得到的初級損傷態(tài)是損傷... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１輻照引起材料的宏觀腫脹％??

?１０??Ｃａｓｃａｄｅ?ｔｉｍｅ?（ｐｓ）??圖１．５能量５ｋｅＶ的移位級聯(lián)得到的缺陷數(shù)隨著級聯(lián)時間的演化。??移位級聯(lián)過程按照時間尺度可以分成四個主要階段：碰撞階段、熱峰階段、淬火階??段和退火階段［Ｂ］，如圖１．５所示，這是輻照溫度１００Ｋ時級聯(lián)能量５ｋｅＶ的移位級聯(lián)得到??的Ｆｒｅｎｋｅｌ對數(shù)隨著時間的演化，這與圖１．６和１．７中所示的材料中的原子和缺陷隨著級??聯(lián)時間的演化過程相對應。每個階段的主要特征描述如下：??５??

⑩空位一Ｖ??ｃ?刖隙原子－ＳＩＡ??圖１．４入射粒子與晶格原子的碰撞。???Ｉ?．??Ｉ?詹??Ｉ?．．??１０ｓ－??５ｋｅＶ?ｚＶ????一／＾?Ｖ＊?－??；Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌ?Ｐｈａｓｅ?＼??／?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｓｐＨｋｅ??２?？?／?＼??〇．?？?／?Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ?Ｐｈａｓｅ??＾?／?＼?Ａｎｎｅａｌｉｎｇ?Ｐｈａｓｅ?■??ｈ／?＼?＾??０．１?１?１０??Ｃａｓｃａｄｅ?ｔｉｍｅ?（ｐｓ）??圖１．５能量５ｋｅＶ的移位級聯(lián)得到的缺陷數(shù)隨著級聯(lián)時間的演化。??移位級聯(lián)過程按照時間尺度可以分成四個主要階段：碰撞階段、熱峰階段、淬火階??段和退火階段［Ｂ］，如圖１．５所示，這是輻照溫度１００Ｋ時級聯(lián)能量５ｋｅＶ的移位級聯(lián)得到??的Ｆｒｅｎｋｅｌ對數(shù)隨著時間的演化，這與圖１．６和１．７中所示的材料中的原子和缺陷隨著級??聯(lián)時間的演化過程相對應。每個階段的主要特征描述如下：??５??


本文編號：2928239