互为一维可动缺陷团簇的汇强度的完整表征：对扩散各向异性类似情形的推广
材料科学
2022-10-12 v3 计算物理
摘要
在涉及几乎无热或极快扩散物种(如自间隙原子(SIA)团簇)的系统中模拟超过数秒的微观结构演化,目前依赖于平均场或粗粒化技术。当处理辐照微观结构或第二相析出时,速率方程团簇动力学(RECD)是其中最流行的方法。RECD 的重要输入参数是吸收速率,亦称团簇汇强度(CSS)。这些量关键取决于团簇相互作用与扩散的方式,尤其取决于所涉及随机扩散过程的维度。正如理论预期与实验证实,SIA 团簇以一维方式迁移(可能伴随随机取向改变)。这使相关 CSS 的计算复杂化。当涉及一个一维可动物种与一个不动反应伙伴(一种“1D-0”反应)时,其表达式已相当熟知,包含随机转动的推广(一种“1DR-0”反应)亦如此。文献中提出了相同一维可动物种间吸收的 CSS 表达式,但不同团簇类之间 1D-1D 吸收的一般情形尚属未知。本文我们提出此类一般表达式,其最终依赖于相互作用团簇群体的捕获半径、浓度,尤其通过幂律依赖于它们各自扩散系数之比。对 1D-3D 吸收也发现了相同的幂律形式但指数不同,从而其可作为所涉及随机运动维度的特征标志。这些 CSS 的极限情形确立后,最终被实现于 RECD 计算中。与耗时的动力学蒙特卡洛模拟的比较完全验证了它们的表达式,且无需任何多汇项。
引用
@article{arxiv.1808.10362,
title = {Complete characterization of sink-strengths for mutually 1D-mobile defect clusters: Extension to diffusion anisotropy analog cases},
author = {Gilles Adjanor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.10362},
year = {2022}
}