核能,在能源危機越來越嚴(yán)重的現(xiàn)在,顯得尤為重要,核聚變雖然清潔無污染,可是因為其技術(shù)不成熟,還鮮少運用。第四代（Gen-IV）裂變反應(yīng)堆的六種候選系統(tǒng)中,“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”,是中科院首批啟動的戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項之一,熔鹽堆核能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料必須具備高強度的抗輻照性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能以及耐腐蝕性能等。而哈氏合金（Hastelloy）因其具有良好的抗腐蝕及耐高溫等性能而成為先進反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料的候選材料之一,其主要成分為Ni、Mo、Cr以及Fe等。結(jié)構(gòu)材料在高能輻照下會產(chǎn)生空位、間隙原子、孔洞以及位錯環(huán)等各種缺陷,這些缺陷將嚴(yán)重影響材料的力學(xué)性能。本文應(yīng)用多尺度模擬方法,研究了哈氏合金中最主要的成分金屬鎳及鎳鉬合金在輻照環(huán)境下的離位級聯(lián)碰撞過程及其缺陷的演化過程。首先采用分子動力學(xué)方法模擬了鎳及鎳鉬合金中級聯(lián)碰撞的前三個過程。模擬發(fā)現(xiàn)鐵鎳單質(zhì)和合金中的缺陷數(shù)目有類似的變化規(guī)律,即在輻照的最初的2ps內(nèi)自間隙和空位缺陷數(shù)目達到最大值,隨后由于空位和自間隙原子發(fā)生復(fù)合而使得缺陷數(shù)目在迅速減少,最后達到穩(wěn)定狀態(tài)。在鎳單質(zhì)中,高能下的輻照能產(chǎn)生較大的間隙或空位團簇,同時,隨著輻照能量的增加,... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 輻照損傷簡介
    1.4 金屬鎳及鎳鉬合金的輻照損傷研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 基本方法介紹
    2.1 分子動力學(xué)方法
        2.1.1 分子動力學(xué)方法簡介
        2.1.2 MAEAM勢
        2.1.3 有限差分法
        2.1.4 系綜簡述
    2.2 NEB方法
    2.3 動力學(xué)蒙特卡洛方法
        2.3.1 動力學(xué)蒙特卡洛方法簡介
        2.3.2 KMC算法介紹
    2.4 本章小結(jié)
第3章 金屬鎳中輻照效應(yīng)的分子動力學(xué)研究
    3.1 勢參數(shù)及驗證
    3.2 模擬初始化
    3.3 鎳的離位級聯(lián)MD過程
    3.4 溫度和初始離位能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 金屬鎳中缺陷的長時間演化模擬
    4.1 缺陷的遷移能
    4.2 離位級聯(lián)的演化
        4.2.1 OKMC模擬初始化
        4.2.2 OKMC結(jié)果與討論
    4.3 本章小結(jié)
第5章 鎳鉬合金輻照效應(yīng)的分子動力學(xué)研究
    5.1 勢參數(shù)及模擬初始化
    5.2 鎳鉬合金的離位級聯(lián)MD過程
    5.3 溫度和初始離位能的影響
    5.4 溶質(zhì)Mo原子的濃度效應(yīng)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)布的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]第4代核能系統(tǒng)研發(fā)介紹[J]. 楊孟嘉,任俊生,周志偉.  國際電力. 2004(05)



本文編號：3720895