核結(jié)構(gòu)材料的輻照損傷失效行為是制約核電發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題之一,輻照誘發(fā)點缺陷經(jīng)過長期的演化和積累會對材料的宏觀性能造成嚴(yán)重的影響,最終使材料失效�！盁岱濉迸c“離位峰”對材料中輻照誘發(fā)缺陷的演化及分布有非常中要的影響,研究表明材料中的晶界對于提高材料的抗輻照性能有很重要的作用,然而在很多研究中只是定性的給出了“熱峰”和“離位峰”區(qū)域大小及分布,而且人們對晶界對輻照誘發(fā)點缺陷的吸收機理也沒有給出一致而確切的結(jié)論,因此對這些問題進行深入研究對于理解材料的輻照損傷行為非常有必要。本文采用了根據(jù)級聯(lián)碰撞特點調(diào)整后的分子動力學(xué)方法,模擬了hcp-Ti的中子輻照損傷行為,分析了不同條件下輻照誘發(fā)點缺陷形成及演化規(guī)律,重點通過輻照損傷溫度效應(yīng)探討了“熱峰”和“離位峰”區(qū)域大小及原子分布情況,并根據(jù)晶界區(qū)域固有缺陷深入研究了不同結(jié)構(gòu)晶界與輻照誘發(fā)點缺陷的交互作用。單晶體系缺陷形成演化研究主要得出以下規(guī)律：a)hcp-Ti在輻照損傷過程中有較強的缺陷復(fù)合能力,PKA能量大于離位閾能時體系內(nèi)也不一定產(chǎn)生Frenkel缺陷對,離位閾能值存在著非常明顯的各向異性特點,結(jié)果表明在原子密排方向離位閾值最小,而且隨溫... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 核能是國家能源發(fā)展的必然選擇
        1.1.2 核安全是核電發(fā)展的關(guān)鍵
    1.2 輻照損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.1 實驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 輻照損傷基本概念
        1.3.1 輻照損傷峰
        1.3.2 離位閾能
        1.3.3 級聯(lián)碰撞
    1.4 鈦的輻照損傷
    1.5 體系內(nèi)的缺陷對輻照損傷的影響
    1.6 本論文研究意義及內(nèi)容
2 模擬及分析方法
    2.1 分子動力學(xué)方法
        2.1.1 分子動力學(xué)的基本原理
        2.1.2 牛頓方程數(shù)值積分算法
        2.1.3 初始體系
        2.1.4 系綜選擇及實現(xiàn)方法
    2.2 輻照損傷過程中分子動力學(xué)方法改進
        2.2.1 模擬流程
        2.2.2 勢函數(shù)的選擇
        2.2.3 可變時間步長的應(yīng)用
    2.3 輻照誘發(fā)點缺陷判斷方法
        2.3.1 近鄰分析法
        2.3.2 晶格匹配法
    2.4 硬件環(huán)境
    2.5 本章小結(jié)
3 金屬鈦的級聯(lián)碰撞模擬
    3.1 模型建立
    3.2 離位閾能
        3.2.1 離位閾能判定方法
        3.2.2 PKA速度方向?qū)﹄x位閩能的影響
        3.2.3 溫度對離位閾能的影響
    3.3 離位原子
        3.3.1 級聯(lián)碰撞中離位原子演化過程
        3.3.2 溫度和PKA能量對離位原子的影響
    3.4 溫度對hcp-Ti輻照損傷的影響
        3.4.1 對缺陷演化過程的影響
        3.4.2 對穩(wěn)定缺陷數(shù)的影響
        3.4.3 對缺陷回復(fù)率的影響
    3.5 缺陷團簇
        3.5.1 溫度和PKA能量對缺陷團簇的影響
        3.5.2 空位團簇與間隙原子團簇分布區(qū)別
    3.6 本章小結(jié)
4 輻照過程中的溫度效應(yīng)
    4.1 球殼模型法
        4.1.2 體系內(nèi)溫度分布
        4.1.3 溫度對熔化區(qū)域的影響
    4.2 小立方體模型
        4.2.1 模擬體系溫度分布
        4.2.2 PKA能量對熔化區(qū)域的影響
        4.2.3 溫度對熔化區(qū)域的影響
    4.3 兩種分析方法結(jié)果比較
        4.3.1 體系內(nèi)溫度場分布
        4.3.2 熔化區(qū)域體積
    4.4 熔化區(qū)域分析
        4.4.1 熔化區(qū)域密度分布
        4.4.2 熔化區(qū)域徑向分布函數(shù)
    4.5 本章小結(jié)
5 晶界對輻照損傷的影響研究
    5.1 構(gòu)建晶界模型
    5.2 晶界區(qū)域判定方法
        5.2.1 能量法
        5.2.3 配位數(shù)法
    5.3 hcp-Ti晶界性質(zhì)的分析
        5.3.1 晶界能
        5.3.2 晶界區(qū)域固有缺陷分析
    5.4 hcp-Ti晶界與輻照誘發(fā)缺陷的交互作用
{7180}晶界體系輻照損傷研究">        5.4.1 含Σ38<0001>{7180}晶界體系輻照損傷研究
{1120}晶界體系輻照損傷研究">        5.4.2 含Σ2<0001>{1120}晶界體系輻照損傷研究
        5.4.3 晶界對離位原子分布的影響
        5.4.4 溫度的影響
        5.4.5 輻照前后晶界結(jié)構(gòu)的變化
    5.5 hcp-Ti多晶輻照損傷模擬
        5.5.1 多晶模型建立
        5.5.2 兩種不同缺陷分析方法分析結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]壟斷行業(yè)的效率、改革與規(guī)制重構(gòu)——轉(zhuǎn)型經(jīng)濟中的經(jīng)驗與教訓(xùn)研討會觀點綜述[J]. 陳富良.  中國工業(yè)經(jīng)濟. 2009(12)
[2]450℃高能電子輻照對CLAM鋼微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 喬建生,黃依娜,肖鑫,萬發(fā)榮.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2009(07)

博士論文
[1]鋯合金的低周疲勞行為研究[D]. 李聰.四川大學(xué) 2003

碩士論文
[1]鈦輻照損傷及晶界交互作用分子動力學(xué)研究[D]. 高曉.大連理工大學(xué) 2012
[2]金屬鐵和釩中離位級聯(lián)碰撞的多尺度模擬研究[D]. 王寧.湖南大學(xué) 2011



本文編號：3495502