辐照条件下Fe-Cu合金中富Cu析出相的临界形核尺寸和最小能量路径的弦方法计算

摘要

基于约束弦方法和相场理论,对辐照条件下Fe-Cu合金中富Cu析出相的临界形核尺寸和最小能量路径进行了计算,得到了不同温度和不同Cu含量的富Cu团簇的最小能量路径、临界形核半径、空位浓度场分布等参数。计算结果表明:温度和Cu含量对Fe-Cu二元合金中富Cu相的析出过程的能量路径和临界形核团簇尺寸有很大影响。温度是影响形核能量路径方向的主要因素,Cu含量是影响团簇生长速率的主要因素。温度越高,Cu含量越高,形核达到临界形核尺寸所需要的时间越短,所需要翻越的能量势垒越低。Cu元素浓度场的分布对辐照空位浓度的分布有很大的影响。在富Cu团簇中的空位浓度比Fe-Cu基体中更低,而且Cu浓度越高,空位的浓度越低。上述计算结果与实验结果基本一致。