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国内刊号：21-1139/TG
国际刊号：0412-1961
发布日期:
作者：孟子凯, 孟智超, 高长源, 郭辉, 陈汉森, 陈刘涛, 徐东生, 杨锐
单位：1 中国科学院金属研究所 沈阳 110016；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3 中广核研究院有限公司 深圳 518031
关键词：纳米晶,α-Zr,分子动力学,结构演化,蠕变机制,
基金：国家重点研发计划项目(2021YFB3702604);中国科学院网信专项项目(CAS-WX2021PY-0103)
为理解锆合金在核反应堆中的辐照损伤及蠕变的微观电子机制，本工作利用分子动力学方法对α-Zr纳米晶在高温、辐照等不同条件下的拉伸蠕变过程进行了模拟。结果表明：温度、应力、辐照和晶粒尺寸会影响纳米晶α-Zr的蠕变行为，升高温度、增大应力和细化晶粒均会促进蠕变过程的进行。蠕变后体系的微观组织发生显著变化，部分晶粒随蠕变的变形过程而长大，另一些晶粒则逐渐缩小甚至消失。变形过程中晶格畸变逐渐向晶粒内部传递，使体系内原有的有序hcp结构受到影响而有序度降低。模拟结果分析发现，晶界迁移是纳米晶α-Zr在稳态蠕变过程中的主要变形机制，升高温度和增大应力水平会使晶界宽化，并促进组织演变。模拟不同能量粒子辐照后，体系中产生大量点缺陷，其扩散对蠕变有一定贡献，且这些缺陷最终汇集于晶界处，可提高晶界可动性。增大辐照能量可加大产生辐照缺陷的数量和尺寸，对蠕变过程起到更大的促进作用。
来源：2024年第5期
《金属学报》期刊编辑部
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