钒中原子碰撞级联的空穴演化

http://dx.doi.org/10.1080/10420150.2011.613393

摘要

通过分子动力学模拟研究了单向自轰击和辐射诱导单晶钒力学性能变化下的空洞演化过程。研究了完美体心立方(BCC)钒的三维模拟细胞，以及具有1、2、4和6个孔洞的模拟细胞。对于无孔洞的情况，最大缺陷数、最大体积膨胀数和足够长回收期后留下的体积缺陷数随着一次反冲能的增加而增加。对于含有空洞的情况，将一次反冲能量仔细分配给原子，从而在空洞中心引发密集的碰撞尖峰，其中一些自间隙原子通过沿方向行进的二次替代碰撞序列获得动能。研究发现，初始盒体中包含的孔洞数量越大或越多，归一化孔洞体积越大，系统充分恢复后的体积膨胀越小。在单一空洞情况下，空洞沿轰击方向拉长;在多个空洞病例中，只有当空隙间韧带距离较短时，空洞才会合并。在辐照试样充分松弛后，在盒子上施加静水张力，其中的空洞被视为位错源。结果表明:随着一次反冲能的增大，孔洞越小或越少，屈服应力减小，孔洞越多或越多，屈服应力增大;随着位错密度的增加，这种辐射诱导的软化到硬化转变可归因于缺陷诱导的位错成核和缺陷对位错运动的抵抗的综合作用。 Moreover, as the primary recoil energy increased, the ductility of vanadium in the no void case decreased, but was only slightly changed in the cases containing void.