Математическое моделирование процессов атомных смещений в сплавах

• Автор: Балашов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ АТОМНЫХ СМЕЩЕНИЙ В
ОБЛУЧАЕМЫХ СПЛАВАХ
1.1. Взаимодействие излучения с веществом
1.2. Единичные атомные смещения. Пороговые энергии устойчивых смещений
1.3. Каскады атом - атомных соударений
1.4. Спектры ПВА. Повреждающие дозы
1.5. Процесс упорядочения и разупорядочения в сплавах
под действием облучения
1.6. Выводы. Постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
АТОМНЫХ СМЕЩЕНИЙ
2.1. Молекулярная динамика
2.2. Структура и возможности программы БЕЕ№СЬО¥
2.3. Потенциалы межатомного взаимодействия
2.3.1. Потенциалы межатомного взаимодействия
в чистых металлах
2.3.2. Потенциалы межатомного взаимодействия
в сплавах
2.4. Подсчет повреждающей дозы
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ПРОЦЕССЫ АТОМНЫХ СМЕЩЕНИЙ В ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СПЛАВАХ
3.1. Введение
3.2. Подбор потенциала межатомного взаимодействия для
сплава Бе-№-Сг

3.4. Определение пороговых энергий смещений в сплаве Бе-№-Сг
3.5. Определение пороговых энергий смещений примесей в структуре Бе-М-Сг
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ПРОЦЕССЫ АТОМНЫХ СМЕЩЕНИЙ В
ВАНАДИЕВЫХ СПЛАВАХ
4.1. Введение
4.2. Подбор потенциала межатомного взаимодействия для ванадия и его сплавов
4.3. Определение пороговых энергий смещений в чистом ванадии и его сплавах: У-Мо, У-Сг
4.4. Определение пороговых энергий смещений и замещений
в сплаве У-П-Сг
4.5. Особенности распространения цепочек замещающих соударений, содержащих тяжелый атом замещения
4.6. Выводы
ГЛАВА 5. ПРОЦЕССЫ АТОМНЫХ СМЕЩЕНИЙ В
УПОРЯДОЧЕННОМ СПЛАВЕ Т1зА1
5.1. Введение
5.2. Подбор потенциала межатомного взаимодействия для алюминия, титана и их сплава ПзА1
5.3. Определение пороговых энергий смещений и оценка количества замещений в титане и его сплаве П3А1
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Расширение фронта исследований в области физически радиационных явлений и радиационного материаловедения остается одной из важнейших задач стран, использующих атомную энергию. Обеспечение безопасности, надежности и экономичности использования ядерных реакторов, освоение реакции термоядерного синтеза, решение многих задач космической техники невозможны без серьезного углубления знаний процессов взаимодействия излучений с веществом и самих механизмов дефектообразования.
Использование метода математического моделирования, ядерно-физических методов дало обширную информацию об основных механизмах возникновения смещений, о развитии каскадов, диффузии, аннигиляции и агломерации точечных дефектов, об эволюции кластерной, дислокационной и пороговой структур при различных видах облучения. Все это расширяет представления о физической природе происходящих процессов при облучении и способствует научному обоснованию путей создания и выбора новых материалов и оптимальных условий эксплуатации ядерных и в будущем термоядерных установок. Однако полученных данных еще недостаточно для объяснения физической природы радиационных явлений и решения задачи создания конструкционных материалов, устойчивых к воздействию потоков высокоэнергетичных нейтронов, заряженных частиц и электромагнитных излучений, одновременно совместимых с различными теплоносителями, плазмой и делящимися материалами, подвергающимися постоянным и переменным термомеханическим и электромагнитным нагрузкам. Необходимо дальнейшее расширение исследований по физике радиационных повреждений и радиационному материаловедению. Наряду с изучением влияния облучения на микроскопические свойства материалов, особую актуальность приобретают теоретические и экспериментальные исследования на атомном уровне влияния природы связей, типа

авторов, указывают на существенную роль замещающих каскадных атом-атомных соударений в процессе формирования дефектной структуры при фазовых превращениях в сплавах. Интересно отметить, что изохрональный отжиг облученных образцов этого интерметаллида при 200°С приводит к образованию ранее не известной фазы у ь которая термодинамически стабильна до 500°С.
В общем случае, определить какой механизм разупорядочения при данных условиях облучения доминирует, является весьма сложной проблемой.
1.6. Выводы. Постановка задачи
Приведенный литературный анализ позволяет сделать следующие выводы:
1. Анализ экспериментальных и теоретических исследований, посвященный изучению угловой зависимости Е<] в чистых металлах, выявил противоречивость данных, полученных в этих работах.
2. Несмотря на накопленный экспериментальный и теоретический материал по исследованию пороговых энергий смещения в чистых металлах, не исследованы особенности изменения Ев многокомпонентных сплавах в широком спектре вылета ПВА.
3. Программы, рассчитывающие повреждающие дозы, используют грубые приближения пороговых энергий. При исследовании многокомпонентных сплавов эти приближения значительно ухудшают предсказательную способность используемых моделей.
4. Во время облучения в образцах образуются области с сильно поврежденной структурой, которые по мере увеличения дозы облучения занимают все больший объем.