核反應堆中的結構材料一直受到的大通量中子輻照,從而引起構件尺寸、形狀和屈服強度等的變化,可能導致事故和限制了反應堆的壽命。因此,了解輻照缺陷的形成與演化具有十分重要的意義,并且晶界缺陷（GBs）早已被認為能夠影響金屬中輻射損傷的演變。但是晶界與輻照產生的缺陷原子的作用機制并沒有得到統(tǒng)一和清楚的認識,為此本文運用分子動力學方法對體心立方（bcc）Fe-1OCr晶界和密排六方（hcp）Zr晶界進行了大量級聯(lián)碰撞模擬研究。本文研究了 PKA（Primary Knock-on Atom）距晶界不同距離產生的鐵鉻合金的微觀結構變化及團簇缺陷形成的結構特征。發(fā)現(xiàn)PKA原子位于晶界處時,會在晶界處產生一個較大的間隙和空位缺陷團簇（大小從11到409）和許多小團簇（個數(shù)從5到50）,且團簇大小和數(shù)目對于PKA能量依賴很大,而對于溫度依賴性較弱。PKA粒子處于晶界區(qū)域外時,有時也有可能同時在晶界區(qū)和晶界外形成較大的缺陷團。發(fā)現(xiàn)PKA原子距晶界1 nm和2nm甚至3nm和4nm時,晶界都會有效的吸收間隙原子。晶界處產生的Cr間隙原子比例遠少于晶界外Cr間隙原子比例。團簇結構分析時發(fā)現(xiàn)晶界體系和鐵鉻單晶體系... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 輻照損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.1 材料輻照效應
        1.2.2 鐵鉻合金的輻照研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋯的輻照研究現(xiàn)狀
    1.3 晶界對輻照損傷的影響
        1.3.1 晶界的分類及性質
        1.3.2 晶界對輻照損傷的影響
    1.4 本文研究意義及內容
第2章 模擬及分析方法
    2.1 分子動力學級聯(lián)碰撞模擬方法實現(xiàn)
        2.1.1 分子動力學基本原理
        2.1.2 數(shù)值積分算法
        2.1.3 邊界條件選取
        2.1.4 勢函數(shù)的選取
        2.1.5 系綜的選取
        2.1.6 時間步長的優(yōu)化
    2.2 輻照中點缺陷及缺陷團簇的判定方法
        2.2.1 點缺陷的判定方法
        2.2.2 缺陷團簇的判定方法
    2.3 晶界區(qū)域的判定
    2.4 本章小結
第3章 鐵鉻合金輻照損傷模擬
    3.1 鐵鉻合金晶界模型的建立
    3.2 模擬條件設置
    3.3 級聯(lián)碰撞過程中缺陷的演化
    3.4 PKA距晶界距離對缺陷演化及形態(tài)分布的影響
    3.5 晶界對級聯(lián)碰撞穩(wěn)定階段缺陷數(shù)的影響
    3.6 晶界對級聯(lián)碰撞缺陷團簇大小及組分影響
    3.7 本章小結
第4章 鋯輻照損傷模擬
    4.1 hcp-Zr晶界模型的建立
    4.2 模擬條件設置
    4.3 間隙、空位形成能與原子離位閾能計算
    4.4 級聯(lián)碰撞過程中缺陷的演化
    4.5 晶界對輻照誘變的缺陷的數(shù)量的影響
    4.6 晶界對輻照誘變的缺陷結構的影響
    4.7 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]快堆先進包殼材料ODS合金發(fā)展研究[J]. 崔超,黃晨,蘇喜平,宿彥京.  核科學與工程. 2011(04)
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本文編號：3644386