Расчет пороговых энергий атомных смещений вблизи протяженной границы раздела фаз ГПУ-Zr и ОЦК-Nb методом молекулярной динамики
Автор: Тихончев Михаил Юрьевич, Светухин Вячеслав Викторович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 4-4 т.14, 2012 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена моделированию на атомарном уровне протяженной границы раздела фаз ГПУ-Zr и ОЦК-Nb и оценке величины средней пороговой энергии смещения вблизи границы фазового раздела методом молекулярной динамики. Подготовлены многотельные потенциалы для системы Zr-Nb, при этом потенциалы для чистых Zr и Nb взяты из литературы. Рассчитаны пороговые энергии атомных смещений для однокомпонентных кристаллов ГПУ-Zr и ОЦК-Nb, а также для атомов Zr и Nb как атомов замещения в матрицах Nb и Zr соответственно. Предложена модель протяженной границы раздела фаз ГПУ-Zr и ОЦК-Nb. Межфазная область рассматриваемой границы охватывает 6 атомных слоев Zr и 2 атомных слоя Nb. При этом часть кристаллита Nb, попадающая в межфазную область, сохраняет структуру близкую к ОЦК, в то время как структура циркониевой части в межфазной области заметно искажается. Получены количественные оценки величины средней пороговой энергии смещения в области фазового раздела.
Метод молекулярной динамики, пороговая энергия смещения, пара френкеля
Короткий адрес: https://sciup.org/148201337
IDR: 148201337
Список литературы Расчет пороговых энергий атомных смещений вблизи протяженной границы раздела фаз ГПУ-Zr и ОЦК-Nb методом молекулярной динамики
- Тихончев М. Ю., Шиманский Г.А. Уточнение пороговых энергий атомных смещений для циркониевых сплавов методом молекулярной динамики//Физика и химия обработки материалов. 2005. № 2. С.5-9.
- Микроструктура и формоизменение циркониевых сплавов/В.Н. Шишов, В.А. Маркелов, А.В. Никулина, В.В. Новиков, М.М. Перегуд, А.Е. Новоселов, Г.П. Кобылянский, З.Е. Островский, А.В. Обухов//Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2006. Т.67. №2. С.313-328.
- Influence of Structure-phase State of Nb Containing Zr Alloys on Irradiation Induced Growth/V.N. Shishov, M.M. Peregud, A.V. Nikulina, Yu.V. Pimenov, G.P. Kobylyansky, A.E. Novoselov, Z.E. Ostrovsky, A.V. Obukhov//14 International Symposium on Zirconium in the Nuclear Industry, ASTM STP 1467, 2006, pp. 666-685 14th ASTM International Symposium on Zirconium in the Nuclear Industry, June 13-17, 2004 Stockholm
- Cостояние оболочек ТВЭЛов ВВЭР после шести лет эксплуатации/А.Е. Новоселов, С.В. Павлов, В.С. Поленок, Д.В. Марков, В.А. Жителев, Г.П. Кобылянский, А.Н. Костюченко, И.Н. Волкова//Физика и xимия обработки материалов. 2009. №2. С. 18-25
- Аверин С.А., Панченко В.Л. Влияние условий облучения на образование и эволюцию радиационных дефектов в циркониевых сплавах//Вопросы атомной науки и техники. Серия Материаловедение и новые материалы. 2006. Т.66. №1. С.24-30
- M.S. Daw, M.I. Baskes, Embedded-atom method: Derivation and application to impurities, surfaces, and other defects in metals, Phys. Rev. B 29, 1984, pp. 6443 -6453.
- M.F. Finnis, J.E. Sinclair, A simple empirical N-Body potential for transition metals. Philos. Mag., A 50, 1984, pp. 45 -55.
- V. Rosato, M. Guellopé, B. Legrand, Thermodynamical and structural-properties of FCC transition-metals using a simple tight-binding model, Philos. Mag. A 59, No 2, 1989, pp. 321 -336.
- Biersack, J. P. and Ziegler, J. F. 1982 Nucl. Instrum. Methods 141, 93
- M. I. Mendelev and G. J. Ackland, Development of an interatomic potential for the simulation of phase transformations in zirconium. Philosophical Magazine Letters, Vol. 87, No. 5, 2007, pp. 349-359.
- G.J. Ackland and R. Thetford, An improved N-body semi-empirical model for b.c.c. transition metals, Phil. Mag. A 56, 15 (1987).
- S.H. Liang, J.H. Li, B.X. Liu, Solid-state amorphization of an immiscible Nb-Zr system simulated by molecular dynamics, Computational Materials Science 42 (2008) pp. 550-557
- Christophe Domain, Ab initio modelling of defect properties with substitutional and interstitials elements in steels and Zr alloys, Journal of Nuclear Materials 351 (2006) pp. 1-19
- K. Nordlund, J. Wallenius, L. Malerba. Molecular dynamics simulations of threshold displacement energies in Fe. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B, 2006, 246(2) pp. 322-332
- Vajda, P., Anisotropy of electron radiation damage in metal crystals, Rev. Mod. Phys., Vol. 49, No. 3, 1977, pp. 481-521.
- Hohenstein, M., Seeger, A., and Sigle, W., The anisotropy and temperature dependence of the threshold for radiation damage in gold -comparison with other FCC metals, J. Nucl. Mater., 1989, Vol. 169, pp. 33-46.
- F. Maury, P. Vajda, M. Biget, A. Lucasson, P. Lucasson, Anisotropy of the displacement energy in single crystals of molybdenum, Radiat. Effects, v. 25, no3 (1975) pp. 175 -185.
- Biget, M., Maury, F.,Vajda, P.,Lucasson, A., and Lucasson, P.,1971, Radiat. Effects, 7, 223
- Griffiths, M., 1989, J. nucl. Mater., 165, 315.
- ASTM E521, (E521-89) Practice for Neutron Radiation Damage Simulation by Charged-Particle Irradiation. Annual Book of ASTM Standards, vol. 12.02, 1995.
