核反應(yīng)堆中的結(jié)構(gòu)材料一直受到的大通量中子輻照,從而引起構(gòu)件尺寸、形狀和屈服強(qiáng)度等的變化,可能導(dǎo)致事故和限制了反應(yīng)堆的壽命。因此,了解輻照缺陷的形成與演化具有十分重要的意義,并且晶界缺陷（GBs）早已被認(rèn)為能夠影響金屬中輻射損傷的演變。但是晶界與輻照產(chǎn)生的缺陷原子的作用機(jī)制并沒有得到統(tǒng)一和清楚的認(rèn)識(shí),為此本文運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)體心立方（bcc）Fe-1OCr晶界和密排六方（hcp）Zr晶界進(jìn)行了大量級(jí)聯(lián)碰撞模擬研究。本文研究了 PKA（Primary Knock-on Atom）距晶界不同距離產(chǎn)生的鐵鉻合金的微觀結(jié)構(gòu)變化及團(tuán)簇缺陷形成的結(jié)構(gòu)特征。發(fā)現(xiàn)PKA原子位于晶界處時(shí),會(huì)在晶界處產(chǎn)生一個(gè)較大的間隙和空位缺陷團(tuán)簇（大小從11到409）和許多小團(tuán)簇（個(gè)數(shù)從5到50）,且團(tuán)簇大小和數(shù)目對(duì)于PKA能量依賴很大,而對(duì)于溫度依賴性較弱。PKA粒子處于晶界區(qū)域外時(shí),有時(shí)也有可能同時(shí)在晶界區(qū)和晶界外形成較大的缺陷團(tuán)。發(fā)現(xiàn)PKA原子距晶界1 nm和2nm甚至3nm和4nm時(shí),晶界都會(huì)有效的吸收間隙原子。晶界處產(chǎn)生的Cr間隙原子比例遠(yuǎn)少于晶界外Cr間隙原子比例。團(tuán)簇結(jié)構(gòu)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)晶界體系和鐵鉻單晶體系... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 輻照損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.1 材料輻照效應(yīng)
        1.2.2 鐵鉻合金的輻照研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋯的輻照研究現(xiàn)狀
    1.3 晶界對(duì)輻照損傷的影響
        1.3.1 晶界的分類及性質(zhì)
        1.3.2 晶界對(duì)輻照損傷的影響
    1.4 本文研究意義及內(nèi)容
第2章 模擬及分析方法
    2.1 分子動(dòng)力學(xué)級(jí)聯(lián)碰撞模擬方法實(shí)現(xiàn)
        2.1.1 分子動(dòng)力學(xué)基本原理
        2.1.2 數(shù)值積分算法
        2.1.3 邊界條件選取
        2.1.4 勢(shì)函數(shù)的選取
        2.1.5 系綜的選取
        2.1.6 時(shí)間步長(zhǎng)的優(yōu)化
    2.2 輻照中點(diǎn)缺陷及缺陷團(tuán)簇的判定方法
        2.2.1 點(diǎn)缺陷的判定方法
        2.2.2 缺陷團(tuán)簇的判定方法
    2.3 晶界區(qū)域的判定
    2.4 本章小結(jié)
第3章 鐵鉻合金輻照損傷模擬
    3.1 鐵鉻合金晶界模型的建立
    3.2 模擬條件設(shè)置
    3.3 級(jí)聯(lián)碰撞過程中缺陷的演化
    3.4 PKA距晶界距離對(duì)缺陷演化及形態(tài)分布的影響
    3.5 晶界對(duì)級(jí)聯(lián)碰撞穩(wěn)定階段缺陷數(shù)的影響
    3.6 晶界對(duì)級(jí)聯(lián)碰撞缺陷團(tuán)簇大小及組分影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 鋯輻照損傷模擬
    4.1 hcp-Zr晶界模型的建立
    4.2 模擬條件設(shè)置
    4.3 間隙、空位形成能與原子離位閾能計(jì)算
    4.4 級(jí)聯(lián)碰撞過程中缺陷的演化
    4.5 晶界對(duì)輻照誘變的缺陷的數(shù)量的影響
    4.6 晶界對(duì)輻照誘變的缺陷結(jié)構(gòu)的影響
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Cr對(duì)離子輻照后Fe-8Cr中的位錯(cuò)環(huán)的影響[J]. 姜少寧,萬(wàn)發(fā)榮,王曉麗,大貫惣明.  功能材料. 2017(03)
[2]輻照損傷模擬中的Zr原子勢(shì)函數(shù)[J]. 崔振國(guó),勾成俊,侯氫,龍興貴,周曉松.  原子核物理評(píng)論. 2013(04)
[3]輻照后Zr-2合金包殼管小負(fù)荷維氏硬度分析[J]. 傅源杰,張海生,黃娟,李福榮,崔永海,孫凱.  核動(dòng)力工程. 2012(S2)
[4]快堆先進(jìn)包殼材料ODS合金發(fā)展研究[J]. 崔超,黃晨,蘇喜平,宿彥京.  核科學(xué)與工程. 2011(04)
[5]氫離子輻照對(duì)CLAM鋼微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 喬建生,趙飛,黃依娜,萬(wàn)發(fā)榮,龍毅.  北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[6]核工業(yè)用高性能鋯合金的研究[J]. 趙文金.  稀有金屬快報(bào). 2004(05)
[7]研究堆鋁包殼元件水池貯存的腐蝕問題[J]. 羅上庚.  核科學(xué)與工程. 1999(01)
[8]改善鋯合金耐腐蝕性能的概述[J]. 周邦新.  金屬熱處理學(xué)報(bào). 1997(03)



本文編號(hào)：3644386