体心立方Fe中<100>位错环对微裂纹扩展影响的分子动力学研究

梁晋洁; 高宁; 李玉红

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体心立方Fe中<100>位错环对微裂纹扩展影响的分子动力学研究

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在辐照环境下,载能粒子与材料相互作用导致材料中原子移位,造成辐照损伤.其中,由辐照形成的过饱和自间隙原子团簇形成的间隙型位错环,是体心立方Fe为基的材料中常见的辐照缺陷之一,其与材料中其他缺陷之间相互作用,是导致辐照硬化、脆化、肿胀及蠕变等辐照损伤的原因之一.除此相互作用外,在材料表面或内部沿晶界、沉积相、惰性气体形成的气泡所导致的微裂纹,是诱发辐照促进应力腐蚀开裂的重要原因.因此,理解辐照条件下间隙型位错环与微裂纹之间的相互作用,是理解辐照促进应力腐蚀开裂微观机制的重要一步.在本研究中,利用分子动力学方法,模拟了原子尺度微裂纹与间隙型位错环之间的相互作用,研究了位错环与微裂纹之间的距离、相对位置及位错环尺寸对二者相互作用的影响,揭示了位错环对微裂纹是否沿滑移面扩展的影响,发现当二者的相互作用起主导作用时(如在临界水平或垂直距离之内),形成的以为主或高密度的1/2位错网络可以抑制微裂纹沿滑移面的扩展.当位错环尺寸发生变化时,只有当位错环位错核与微裂纹尖端相互作用时,才能抑制微裂纹沿滑移面的扩展.这些结果为进一步理解辐照应力开裂提供了新的参考.

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来源
《物理学报》 |2020年第11期|255-262|共8页
作者
梁晋洁; 高宁; 李玉红;
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作者单位

兰州大学核科学与技术学院兰州 730000;

中国科学院近代物理研究所兰州 730000;

山东大学前沿交叉科学青岛研究院青岛 266237;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
辐照损伤; 微裂纹; 位错环; 分子动力学模拟;

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