辐照下析出中的通量效应——Fe-Cr 合金的模拟
材料科学
2019-04-23 v1
摘要
辐照 Fe-Cr 合金中富 Cr 的 {\alpha}' 的辐射增强析出会导致硬化和脆化，其取决于辐照粒子和每原子位移（dpa）速率。在此，我们利用基于 Cahn-Hilliard 相场的方法，包含成核、辐照粒子和速率依赖的辐射增强扩散以及级联混合的简单模型，来模拟中子、重离子和电子辐照下的 {\alpha}' 演化。不同的辐照粒子表现出非常不同的级联混合效率。该模型使用中子数据进行校准。对于 300 {\deg}C 下 10^-^8 至 10^-^6 dpa/s 的级联诱发中子/重离子 dpa 速率，模型预测近似恒定的数密度、减小的半径、降低的 {\alpha}' Cr 成分以及更低的 {\alpha}' 体积分数。然后模型预测在约 10^-^5 dpa/s 以上发生急剧转变，不再形成 {\alpha}'，而混合微弱的电子辐照在高达 10^-^3 dpa/s 的 dpa 速率下影响很小。这些模型预测与实验一致。我们根据辐射增强扩散、级联混合及其比值的通量依赖性来解释结果，这些在中子和级联诱发离子辐照的相关通量范围内均显著变化。这些结果表明，在试图使用加速离子辐照来模拟中子辐照效应时，必须同时考虑级联混合和辐射增强扩散。
引用
@article{arxiv.1904.09682,
title = {Flux effects in precipitation under irradiation - Simulation of Fe-Cr alloys},
author = {Jia-Hong Ke and Elaina R. Reese and Emmanuelle A. Marquis and G. Robert Odette and Dane Morgan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.09682},
year = {2019}
}