金属学报  2007, Vol. 42 Issue (1): 1-5

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γ－Fe中点缺陷与氦－空位团簇的形成能

余勇;潘晓霞;戎咏华

中国工程物理研究院总体工程研究所

FORMATION ENERGIES OF POINT DEFFECTS AND HELIUM－VACANCY CLUSTERS IN γ－Fe

Yong Yu;;

中国工程物理研究院总体工程研究所

余勇; 潘晓霞; 戎咏华 . γ－Fe中点缺陷与氦－空位团簇的形成能[J]. 金属学报, 2007, 42(1): 1-5 .
, , . FORMATION ENERGIES OF POINT DEFFECTS AND HELIUM－VACANCY CLUSTERS IN γ－Fe[J]. Acta Metall Sin, 2007, 42(1): 1-5 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(217 KB)   摘要: 由于奥氏体不锈钢在核工业中的重要应用背景，本文对具有相同面心立方晶体结构的γ－Fe中的空位（V）、自间隙原子（SIA）、间隙氦原子（HeI）以及氦－空位（He－V）团簇的形成能进行了分子静力学计算。Fe－Fe、Fe－He和He－He原子间相互作用分别用修正嵌入原子法（MEAM）、Wilson-Johnson势和Beck势来描述。计算结果表明SIA<100>形成能远小于α－Fe中的SIA<110>形成能，HeI在γ－Fe中的四面体间隙位最稳定。团簇HenV0、HenV1、HenV2、HenV3中的He原子数分别达到2、5、9、11时即可以形成Frenkel对来实现自捕陷，实现自捕陷时的He/V不是定值，并随空位数的增加有逐渐下降趋势。 关键词 ： 形成能,  点缺陷,  氦－空位团簇,  自捕陷     Abstract：Because of the important application of the austenitic stainless steel in the nuclear industry, formation enrgies of a single vacancy(V), a self-interstitial atom(SIA), an interstitial helium atom(HeI) and helium-vacancy(He-V) clusters in γ-Fe, which has the same faced-centered cubic (fcc) structure as the austenitic stainless steel, are calculated by molecule statics. The modified embedded atom method potential, Wilson-Johnson potential and Beck potential are employed to describe the interactions of Fe-Fe, Fe-He and He-He respectively. The calculation results show that the formation energy of slit <100> SIA in γ-Fe is lower than that of slit <110> in α-Fe, and the tetrahedral interstitial position in γ-Fe is the most stable site for HeI. When the number of helium atoms in cluster of HenV0, HenV1, HenV2, HenV3 is 2, 5, 9, 11 respectively, the clusters will self-trap by forming Frenkel pair. The He/V of self-trapped cluster is not a constant, it will gradually decrease with the number of vacancies increasing. Key words： formation energy    point deffect    helium-vacancy cluster    self-trapping 收稿日期: 2006-02-24      ZTFLH:  O613.11   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 余勇 潘晓霞 戎咏华 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V42/I1/1 [1] Morishita K, Sugano R,Wirth B D．J Nucl Mater,2003; 323:243 [2] Morishita K,Sugano R,Wirth B D,de la Rubia T D．Nucl Instrum Methods Phys Res,2003;202B:76 [3] Morishita K,Sugano R,Wirth B D．Fusion Sci Technol, 2003;44:441 [4]Ackland G J,Bacon D J,Calder A F,Harry T．Philos Mag, 1997;75A:713 [5] Johnson R A,Wilson W D．In:Gehlen P C,Beeler J R Jr,Jaflee R I,eds．,Interatomic Potentials and Simulation of Lattice Defects,New York:Plenum,1972:375 [6] Beck D E．Mol Phys,1968;14:311 [7] Baskes M I．Phys Rev,1992;46B:2727 [8] Baskes M I．Mater Sci Eng,1999;A261:165 [9] Baskes M I．Mater Chem Phys,1997;55:152 [10] Ventelon L,Wirth B D．Fusion Materials Semian- nual Progress Report for the Period Ending,DOE-ER- 0313／37, US Department of Energy,2005:140 [11]Seletskaia T,Osetsky Y,Stoller R E,Stocks G M．Phys Rev Lett,2005;94:046403 [12] Wilson W D,Baskes M I,Bisson C L．Phys Rev,1976; 13B:2470 [13] Adams J B,Wolfer W G．J Nucl Mater,1989;166:235 [14] Wilson W D,Bisson C L,Baskes M I．Phys Rev,1981; 24B:5616 [1] 李金富, 李伟. 铝基非晶合金的结构与非晶形成能力[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 457-472. [2] 杨群, 彭思旭, 卜庆周, 于海滨. 非晶态Ni80P20合金的玻璃转变和过冷液体性质[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 553-558. [3] 黄火根, 张鹏国, 张培, 王勤国. U-Co与U-Fe基础体系非晶形成能力的比较[J]. 金属学报, 2020, 56(6): 849-854. [4] 陶辉锦,周珊,刘宇,尹健,许昊. D019-Ti3Al中点缺陷浓度与相互作用的第一性原理研究[J]. 金属学报, 2017, 53(6): 751-759. [5] 黄火根,徐宏扬,张鹏国,王英敏,柯海波,张培,刘天伟. 具有反常非晶形成能力的U-Cr二元合金[J]. 金属学报, 2017, 53(2): 233-238. [6] 彭超, 李媛, 邓永和, 彭平. 近共晶成分Ni-P非晶合金微结构特征的原子模拟分析[J]. 金属学报, 2017, 53(12): 1659-1668. [7] 吕宝臣 刘海涛 任鑫 王晓亮 李刚 孙跃军. 高溶质浓度(伪)三元系金属玻璃原子密堆垛模型[J]. 金属学报, 2012, 48(2): 240-244. [8] 胡强 曾燮榕 钱海霞 谢胜辉 盛洪超. 铁基块体非晶合金玻璃形成能力与特征自由体积的关系[J]. 金属学报, 2012, 48(11): 1329-1334. [9] 孙亚娟 魏先顺 黄永江 沈 军. 稀土Gd掺杂对锆基块体非晶合金玻璃形成能力及力学性能的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(2): 243-248. [10] 吴泽宇 郭胜锋 李宁 柳林. Co对Fe--B--Y--Nb块体非晶合金玻璃形成能力及软磁性能的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(2): 249-252. [11] 王娜; 李长荣; 杜振民 . 二元合金过冷液态的形核驱动力和非晶形成能力的热力学分析[J]. 金属学报, 2008, 44(9): 1111-1115 . [12] 董盼; 张甲; 常新春; 侯万良; 全明秀; 王建强 . Al--Co--Y体系中富 Al区非晶相的形成与结构演化[J]. 金属学报, 2008, 44(2): 227-232 . [13] 戚力; 董立峰; 程华; 崔占全; 马明臻; 景勤 ; 李工 . 高压条件下Pd--Ni合金熔体非晶形成过程及微观结构演化的分子动力学研究[J]. 金属学报, 2008, 44(2): 233-236 . [14] 徐民; 孙羽; 全明秀; 王沿东; 左良 . Fe--Co--Nd--Nb--B非晶合金的形成和软磁性能[J]. 金属学报, 2007, 43(7): 699-704 . [15] 李宏祥; Seonghoon.Yi; 张新房; 王晓东 . Fe--C--Si--B--P--Cr--Mo--Al块体非晶合金的制备与压缩性能[J]. 金属学报, 2006, 42(7): 777-780 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed