纳米结构铁素体合金中氦捕获的第一性原理研究

摘要

基于第一性原理计算研究纳米结构铁素体合金(NFAs)对中子辐照引发的氦的选择性捕获能力.结果表明:与铁基体中的空位相比,氦更容易被NFAs中Y2Ti2O7的八面体间隙和Y2TiO5沿b轴方向的中空通道捕获;被氧化物捕获的氦相互间存在排斥作用,说明氦在NFAs中的分散度将在很大程度上取决于氧化物的析出分数和弥散度;通过计算界面相图推断,铁素体/Y2Ti2O7界面应为富Y/Ti型,与实验观测到的Y2Ti2O7析出相的非化学计量比特性吻合;氦对Fe/Y2Ti2O7界面有较强的偏聚倾向,且可能对氧化物颗粒尺寸敏感.较大尺度的Y2Ti2O7能够将氦捕获在界面和体内,而低纳米尺度的Y2Ti2O7更倾向于将氦捕获在界面.