面向铸造合金中氢饱和保留的簇集动力学建模
材料科学
2025-07-29 v1
摘要
氢同位素(HI)保留是铸造合金中铬基等离子体面部材料(PFM)的关键问题，微结构如位错(DL)和晶界(GB)在其中发挥主导作用。现有针对DL和GB等微结构的理论sink强度模型未能 accounts observed HI保留的饱和现象。本研究提出一种新型普适捕获位模型，动态表示sink强度为时变位浓度，并集成到改进的高剂量HI辐照簇集动力学模型中。我们的模拟定量再现了铸造合金中饱和低能中子(D)保留及深度轮廓，与实验结果良好吻合。我们识别出一个关键饱和剂量约为m，低于该阈值时，饱和不足的D保留由GB和离子诱导缺陷共同决定；而高于该阈值时，GB通过捕获自由D并接近其理论饱和极限，主导D保留。捕获位sink强度模型通过统一有效位浓度实现了对各种微结构H捕获的量化，为微结构效应提供了机械学意义，并支持在不同辐照条件下对HI保留在PFM中的直接评估。
引用
@article{arxiv.2507.20121,
title = {Cluster dynamics modeling of hydrogen saturation retention in tungsten with a universal trapping-site sink strength},
author = {Yuanyuan Zhang and Xiaoru Chen Chuanguo Zhang and Yonggang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20121},
year = {2025}
}
备注
30 pages, 9 Figures