BCC W 与 Fe 中填隙氦扩散经典迁移率的实用粗粒化公式
材料科学
2018-11-20 v1
摘要
氦在金属中的扩散是气泡形核与生长的基本前提,其导致辐照下反应堆结构材料力学性能的不利退化。多尺度建模方案已被发展以研究氦对长期微观结构演化的影响。然而,基于准平衡反应过程的阿伦尼乌斯定律因低能垒而不适用于预测氦在金属中的迁移行为。需要一个粗粒化公式以纳入非平衡性质,例如耗散摩擦系数 。本文中,我们基于周期势上布朗运动的粗粒化模型,通过构造绝热弛豫过程,依据多体动力学系统中热激发的耗散特征,推导了 的解析表达式,并以 BCC W 中空位迁移的数值算例予以验证。随后对 BCC W 与 Fe 中氦迁移进行了多体动力学模拟,获得了经典迁移率并与实验及其他计算数据吻合良好。最后,我们利用绝热弛豫模拟所得参数,提出了 BCC W 与 Fe 中氦迁移的粗粒化公式,即文中式(47)。本工作有助于发展金属中氦效应及材料科学中低能路径原子反应的新多尺度建模方案。
引用
@article{arxiv.1811.07559,
title = {A practical coarse-grained formula for classical mobility of interstitial helium diffusion in BCC W and Fe},
author = {Haohua Wen and Jianyi Liu and Yifeng Wu and Kan Lai and Yue Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.07559},
year = {2018}
}