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温度及深度对钛中氦泡释放过程影响的分子动力学研究

梁力 谈效华 向伟 王远 程焰林 马明旺

温度及深度对钛中氦泡释放过程影响的分子动力学研究

梁力, 谈效华, 向伟, 王远, 程焰林, 马明旺
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  • 利用分子动力学模拟方法对温度及He泡深度给金属Ti内He泡的体积、压强和释放过程等带来的影响进行了研究. 首先, 通过研究室温下He泡在金属Ti内不同深度处的状态, 得到He泡的形状、压强、体积等物理量随其深度的变化规律. 发现He泡压强随其深度增加逐渐变大, 体积则逐渐减小, 但当He泡深度增大到2.6 nm时, 二者均维持在某个固定值附近. 然后对包含有He泡的Ti体系在温度作用下的演化过程进行了模拟, 发现不同深度处He泡从金属Ti内释放出来所需要的临界温度有很大差别, 总体来看He泡越深, 释放所需的临界温度越高. 但不同温度下He原子的释放速率没有明显差别, 释放过程几乎均为瞬间完成. 最后通过对He泡内部压强和其上方金属Ti薄层的抗张强度进行统计对比, 阐述了金属Ti 体内He泡的释放机制: 当He泡内部压强大于其上方Ti薄层抗张强度时, He泡就会将Ti 薄层撕裂, 从而使He原子得到释放.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51406187)、中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2014B0401060)和中国工程物理研究院电子工程研究所科技创新基金(批准号: S20140805)资助的课题.
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    Rajainmaki H, Linderoth S, Hansen H E, Nieminen R M, Bentzon M D 1988 Phys. Rev. B 38 1087

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    Trinkaus H, Singh B N 2003 J. Nucl. Mater. 323 229

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    Ehrlich K, Bloom E E, Kondo T 2000 J. Nucl. Mater. 283-287 79

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-24
  • 修回日期:  2014-09-22
  • 刊出日期:  2015-02-05

温度及深度对钛中氦泡释放过程影响的分子动力学研究

  • 1. 中国工程物理研究院电子工程研究所, 绵阳 621999
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51406187)、中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2014B0401060)和中国工程物理研究院电子工程研究所科技创新基金(批准号: S20140805)资助的课题.

摘要: 利用分子动力学模拟方法对温度及He泡深度给金属Ti内He泡的体积、压强和释放过程等带来的影响进行了研究. 首先, 通过研究室温下He泡在金属Ti内不同深度处的状态, 得到He泡的形状、压强、体积等物理量随其深度的变化规律. 发现He泡压强随其深度增加逐渐变大, 体积则逐渐减小, 但当He泡深度增大到2.6 nm时, 二者均维持在某个固定值附近. 然后对包含有He泡的Ti体系在温度作用下的演化过程进行了模拟, 发现不同深度处He泡从金属Ti内释放出来所需要的临界温度有很大差别, 总体来看He泡越深, 释放所需的临界温度越高. 但不同温度下He原子的释放速率没有明显差别, 释放过程几乎均为瞬间完成. 最后通过对He泡内部压强和其上方金属Ti薄层的抗张强度进行统计对比, 阐述了金属Ti 体内He泡的释放机制: 当He泡内部压强大于其上方Ti薄层抗张强度时, He泡就会将Ti 薄层撕裂, 从而使He原子得到释放.

English Abstract

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