氢注入氦气泡生长导致钨中位错 punching 行为的变化

气体原子在钨中的积累是面向等离子体材料界长期关注的课题，因为该金属在一些托卡马克聚变反应堆中被用作偏滤器材料。He/H气体气泡（及其同位素）的成核和生长可能源于这些气体的入射通量，从而在钨偏滤器表面造成损伤。社区已广泛研究了He或H在钨中的掺入，发现He气泡通过周期性位错 punching 和爆裂机制改变表面，而H气泡则通过塑性应变引起的材料失效影响金属。然而，在He和H共同通量下存在的机制尚未在原子尺度上得到充分研究。受此启发，我们使用分子动力学进行了一项原子建模研究，以评估混合浓度He:H气泡在钨中的行为。我们发现，将H引入生长的He气泡中会导致通常通过过压He气泡中的位错 punching 产生的位错环的性质和存在发生显著变化。最值得注意的是，在高H浓度下，能量有利性从可滑移的1/2$<$111$>$位错转变为不可滑移的$<$100$>$位错。这种热力学交叉可能意味着与纯He气泡相比，钨表面形态变化显著减少，此外，我们表明这对气泡及其相关位错中H的捕获具有影响。