Кристаллографические, энергетические и диффузионные характеристики димежузлий в ОЦК-металлах Fe и V ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2019, т. 42, вып. 3 85 УДК 544.022.341, 544.022.382 КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ДИФФУЗИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИМЕЖУЗЛИЙ В ОЦК-МЕТАЛЛАХ Fe И V Д.Н. Демидов, А.Б. Сивак, П.А. Сивак НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия Исследованы энергетические (энергии образования, энергии связи), кристаллографические и диффузионные (коэффициент диффузии дефекта, коэффициент диффузии меченых атомов, корреляционный множитель меченых атомов) характеристики димежузлий в ОЦК-металлах Fe и V методами молекулярной статики и молекулярной динамики. Определены наиболее энергетически выгодные конфигурации димежузлий. Рассчитаны температурные зависимости коэффициентов диффузии димежузлий в температурном диапазоне 150-1000 К. Полученные температурные зависимости имеют неаррениусовский характер, возникающий из-за существования нескольких механизмов диффузии. Построены аналитические аппроксимации этих зависимостей на основании предложенной кинетической модели диффузии димежузлий. Ключевые слова: железо, ванадий, димежузлия, кристаллографические конфигурации димежузлий, энергия образования, энергия связи, коэффициент диффузии димежузлий, корреляционный множитель меченых атомов, механизмы диффузии, кинетические модели диффузии.Energetic (formation energies, binding energies), crystallographic and diffusion (defect diffusivity, tracer diffusivity, tracer correlation factor) characteristics of di-interstitials have been investigated by molecular statics and molecular dynamics methods in BCC metals Fe and V. The most energetically favorable configurations of di-interstitials have been determined. The temperature dependences of the diinterstitials diffusivity in the temperature range of 150-1000 K have been calculated. Obtained temperature dependences are non-Arrhenius because of acting of different diffusion mechanisms. Analytical approximations of these dependences based on the proposed kinetic model of di-interstitial diffusion have been constructed. ВВЕДЕНИЕДиффузия радиационных дефектов к стокам (дислокации, границы зёрен, субграницы, поверхности раздела фаз) и их поглощение приводят к эволюции микроструктуры конструкционных материалов ядерных и термоядерных реакторов и, как следствие, к изменению их физико-механических свойств (радиационно-ускоренная ползучесть, радиационное охрупчивание и вакансионное распухание материалов). Для построения физических моделей изменения свойств материалов под радиационными, механическими и термическими нагрузками необходимо знать характеристики радиационных дефектов, которые являются параметрами таких моделей. В процессе повреждающего нейтронного каскадообразующего облучения образуются не только собственные точечные дефекты (СТД), но и их кластеры [1,2]. Одним из самых часто образующихся типов кластеров СТД являются димежузлия. В ОЦК-металлах Fe и V в среднем от 10 до 20% выживших после окончания каскада собственных межузельных атомов (СМА) содержатся в димежузлиях ...

Термическая диссоциация димежузлий в ОЦК Fe и V: молекулярно-динамическое исследование ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2019, т. 42, вып. 2 99 УДК 544.022.382 ТЕРМИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ДИМЕЖУЗЛИЙ В ОЦК Fe И V: МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ Д.Н. Демидов, А.Б. Сивак, П.А. Сивак НИЦ «Курчатовский институт», Москва, РоссияМетодом молекулярной динамики рассчитаны температурные зависимости времени жизни димежузлий до диссоциации для ОЦК-металлов Fe (900-1450 К) и V (650-1100 K)). На основе рассчитанных данных предложены аналитические зависимости, позволяющие экстраполировать полученные данные в область более низких температур. Определены энергии активации диссоциации димежузлий: 0,98 эВ и 0,60 эВ в Fe и V соответственно. Для типичных для радиационно-стойких конструкционных материалов значений сил стоков радиационных дефектов (10 15 -10 16 м -2 ) определены температурные границы, ниже которых подавляющее количество димежузлий поглощается на стоках, не успев продиссоциировать: 690-810 K и 410-500 K для Fe и V соответственно. Определены атомные механизмы диффузии и диссоциации димежузлий.Ключевые слова: железо, ванадий, димежузлия, энергия связи, энергия диссоциации, время жизни до диссоциации, средний пробег до диссоциации, коэффициент диффузии, механизмы диффузии, механизмы диссоциации.Temperature dependences of the dissociation lifetime of di-interstitials in bcc metals Fe (900-1450 K and V (650-1100 K) have been calculated by molecular dynamics. Based on the calculated data, analytical dependences allowing one to extrapolate the obtained data to the lower temperature region have been proposed. The activation energies of di-interstitial dissociation have been determined: 0.98 eV and 0.60 eV in Fe and V, respectively. For typical values of radiation defect sink strengths for radiation resistant structural materials (10 15 -10 16 m -2 ), temperature limits have been determined, below which the overwhelming amount of di-interstitials is absorbed by the sinks before their dissociation. These limits are 690-810 K and 410-500 K for Fe and V, respectively. The atomic mechanisms of the diffusion and the dissociation of di-interstitials have been determined. ВВЕДЕНИЕДиффузия радиационных дефектов к стокам (дислокации, границы зёрен, субграницы, поверхности раздела фаз, др.) и их поглощение приводят к эволюции микроструктуры конструкционных материалов ядерных и термоядерных реакторов и, как следствие, к изменению их физико-механических свойств (радиационная ползучесть, радиационное охрупчивание и вакансионное распухание материалов). Поэтому для построения физических моделей изменения свойств материалов под радиационными, механическими и термическими нагрузками необходимо знать характеристики радиационных дефектов, которые являются параметрами таких моделей.В процессе повреждающего нейтронного каскадообразующего облучения образуются не только собственные точечные дефекты (СТД), но и их кластеры [1][2][3]. Одними из самых часто образующихся типов кластеров СТД являются димежузлия -два собственных межузельных атома (СМА), нахо...

No abstract

No abstract

No abstract