【摘 要】
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辐照产生的点缺陷经过长时间的积累和演化,会对材料的微观结构造成严重影响,进而导致材料的宏观力学性能和电学性能的改变。所以研究材料的辐照损伤过程及影响因素,对指导设计抗辐照材料具有重要意义。本文通过分子动力学方法研究了 Ni基和W基浓缩固溶体合金在辐照损伤初期的级联碰撞过程及不同因素对辐照诱发点缺陷和团簇的影响,探究了 W-Ta合金辐照后的力学行为及演化机制。具体研究内容如下:（1）基于经验势分子动
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辐照产生的点缺陷经过长时间的积累和演化,会对材料的微观结构造成严重影响,进而导致材料的宏观力学性能和电学性能的改变。所以研究材料的辐照损伤过程及影响因素,对指导设计抗辐照材料具有重要意义。本文通过分子动力学方法研究了 Ni基和W基浓缩固溶体合金在辐照损伤初期的级联碰撞过程及不同因素对辐照诱发点缺陷和团簇的影响,探究了 W-Ta合金辐照后的力学行为及演化机制。具体研究内容如下:（1）基于经验势分子动力学方法,研究了初级碰撞原子（Primary Knock-on Atom,PKA）能量、合金组分和温度分别对Ni基浓缩固溶体合金辐照损伤的影响。结果发现,当组元数和温度不变时,随着PKA能量的增加,点缺陷数量增加,缺陷复合率先下降后上升。组元数增多会使材料离位原子复合率升高,进而增加材料的抗辐照性能。升高温度也会增加材料的离位原子复合率,但对NiCuFe合金的影响较小。（2）研究了 PKA能量和Ta含量分别对W-Ta浓缩固溶体合金早期缺陷演化的影响,研究发现,点缺陷、小团簇的数量及离位原子复合率随着PKA能量的增加而增加。通过改变Ta含量,结果发现,W-Ta合金残余缺陷及离位原子复合率没有明显变化,表明Ta含量对合金抗辐照性能影响较小。（3）研究了辐照对W-Ta合金力学性能的影响,结果发现,辐照后W-Ta合金杨氏模量和屈服应力均会随着PKA能量的增加而成比例下降。随着Ta含量增加,W-Ta合金杨氏模量和屈服应力先有上升的趋势,当Ta含量为20%时,合金的杨氏模量和屈服应力达到峰值。Ta含量继续升高,杨氏模量和屈服应力成线性下降,并最终降至纯W水平以下。对辐照后的位错分析发现,位错数量和位错长度随应变增加而增加,且1/2位错线占主要部分。图[24]表[6]参[102]
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