發(fā)布時(shí)間：2025-06-10 00:28

　　 將具有體心立方結(jié)構(gòu)的Fe-Cu二元合金作為RPV模型材料,分別采用基于Pair勢(shì)和嵌入原子勢(shì)(EAM)的動(dòng)力學(xué)蒙特卡洛方法,以引入空位點(diǎn)缺陷的方式模擬了熱時(shí)效下系統(tǒng)中富銅團(tuán)簇的析出過程。同時(shí)對(duì)程序?qū)崿F(xiàn)了計(jì)算優(yōu)化,并驗(yàn)證了算法的正確性與有效性。利用高性能計(jì)算資源對(duì)優(yōu)化后的程序進(jìn)行了性能分析。數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過引入一定數(shù)量的空位點(diǎn)缺陷,體系內(nèi)可以同時(shí)析出富銅團(tuán)簇和銅-空位復(fù)合體團(tuán)簇,并且這種復(fù)合體團(tuán)簇更易成為體系內(nèi)尺寸最大的團(tuán)簇。增加體系內(nèi)的空位數(shù)量可以加快沉淀的析出過程。另外,增加空位數(shù)量不會(huì)對(duì)體系總的團(tuán)簇?cái)?shù)量密度產(chǎn)生顯著影響,但是能夠促進(jìn)團(tuán)簇粗化,使其成長(zhǎng)為尺寸更大的沉淀。

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【部分圖文】：

圖1 bcc晶格體心原子的三重近鄰

KMC模擬方法是一種通過構(gòu)造隨機(jī)過程來模擬體系長(zhǎng)時(shí)間演化的方法。經(jīng)典的原子動(dòng)力學(xué)蒙特卡洛AKMC(AtomicKineticMonteCarlo)方法[10]利用晶格點(diǎn)陣來映射原子與格點(diǎn)的位置關(guān)系,應(yīng)用于提供控制微觀系統(tǒng)演化的精確解。α-Fe的晶格為體心立方(bcc)結(jié)構(gòu),....

圖2 Pair截?cái)喟霃酵茖?dǎo)立體圖

截?cái)喟霃降耐茖?dǎo)過程在三維坐標(biāo)系中完成。假設(shè)發(fā)生躍遷交換的原子分別為i和j,并在坐標(biāo)系中固定i和j的位置坐標(biāo)。確定Pair勢(shì)能模型下最遠(yuǎn)處需要被更新的空位位置可以分為下面3個(gè)步驟:(1)找到j(luò)原子附近2層近鄰內(nèi)的全部原子并記錄坐標(biāo);(2)分別計(jì)算這些原子與i原子的距離,找到其中一個(gè)....

圖3 Pair截?cái)喟霃酵茖?dǎo)三視圖

圖2Pair截?cái)喟霃酵茖?dǎo)立體圖若記i原子坐標(biāo)為i(1,1,1),則有k(4,4,4),故i與k的距離值dPair=33,并將這個(gè)長(zhǎng)度作為Pair勢(shì)能模型下空位選取的截?cái)喟霃介L(zhǎng)度。同時(shí)本文給出原子間近鄰層數(shù)與距離的關(guān)系如表1所示。表1中數(shù)據(jù)是體系中晶格的邊長(zhǎng)為2的情況下,一....

圖4 EAM截?cái)喟霃酵茖?dǎo)立體圖

通過相同的思路,可以確定EAM勢(shì)能模型下空位更新的截?cái)喟霃�。與Pair勢(shì)能模型的區(qū)別在于,EAM勢(shì)能模型的原子間相互作用考慮到第3近鄰位置,因此在尋找空位k步驟的第1步里要找到j(luò)原子附近3層近鄰內(nèi)的全部原子并記錄坐標(biāo),接著執(zhí)行相同的第2步和第3步。計(jì)算出的EAM勢(shì)能模型下的截?cái)喟?...

本文編號(hào)：4050040