钨中不同构型的双自间隙原子扩散行为研究

作者：冉琴; 王欢; 钟睿; 伍建春; 邹宇^*; 汪俊^*

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(12): 231-238.

• 自间隙原子
• 扩散行为
• 辐照损伤
• 分子动力学模拟

钨作为一种重要的核材料,在辐射环境下的微观演化行为与自间隙原子缺陷的扩散行为密切相关.研究不同构型自间隙原子的扩散行为有助于全面理解材料的微观演化过程.本文采用分子动力学方法重点考察了钨中具有不同构型的双自间隙原子随温度变化的扩散行为.结果表明:彼此互为最近邻的<111>双自间隙原子,随着温度的升高,从一维扩散演变成三维扩散,在<111>方向保持稳定的最近邻结构;次近邻<111>双自间隙原子在一定温度范围内沿<111>方向一维扩散,当温度高于600 K将解离成两个独立运动的自间隙原子;而三近邻结构在温度高于300 K就将解离.非平行结构的双自间隙原子在一定温度范围内形成固着性结构,几乎不移动,但在温度高于1000 K时将转化成移动性缺陷.通过将微动弹性带算法获得的自间隙原子迁移能与阿伦尼乌斯关系拟合的结果进行对比,表明了钨中单自间隙原子和双自间隙原子的扩散系数随温度的变化规律不适于用阿伦尼乌斯关系来描述,而线性关系则能合理地描述这一规律.

• 单位
  辐射物理及技术教育部重点实验室; 四川大学