铁和钨中晶界对材料辐照损伤影响的理论模拟

摘要

利用稳态下的化学速率理论并结合晶界效应,对纳米晶材料的抗辐照能力进行研究,发现纳米晶材料的抗辐照能力只与体内空位自身的扩散速率有关,而与吸收偏压(指空位扩散速率与间隙原子扩散速率之比)无关.纳米晶铁和钨都表现出相比多晶优良的性能.采用分子动力学模拟晶界对铁和钨体内间隙原子和空位的吸收能力,研究纳米晶材料在非平衡态下的辐照损伤行为.结果表明,铁中晶界对空位具有很好的俘获能力.对于面向等离子体材料钨,体内中的空位滞留较大,主要是受到了吸收偏压的影响.在未来聚变装置中典型的服役环境下,到达稳态之前,吸收偏压的大小对纳米晶材料的抗辐照能力起决定作用.