各向异性在辐射驱动脆化中作用的分子动力学研究
材料科学
2026-04-09 v2
摘要
本研究利用分子动力学（MD）模拟，探究了晶体学取向对含辐射缺陷的Fe55Ni19Cr26合金晶体断裂行为及由此产生的力学各向异性的影响。通过模拟三种选定的高对称晶体学取向下辐照样品的裂纹扩展，展示了辐射诱导缺陷如何改变局部变形机制并放大力学各向异性。研究聚焦于由辐射诱导缺陷驱动的脆性-延性转变（DBT）的各向异性本质，通过拉伸载荷下的断裂行为模拟进行评估。采用牵引-分离（T-S）方法定量评估原子尺度的断裂能。结果揭示了DBT过程中变形和断裂行为演化具有强烈的晶体学取向依赖性。晶体晶格取向主导位错活动和缺陷相互作用，进而调控局部塑性机制、应变局域化、滑移系激活和断裂抗力，从而驱动辐照材料中力学各向异性的发展和增强。进一步表明，辐射诱导脆化不能仅由缺陷积累来解释，而是由位错、缺陷和断裂过程区之间的取向敏感相互作用所驱动。本工作的一个关键创新在于将辐射诱导缺陷演化与取向依赖断裂整合到原子尺度的T-S分析中，使得在真实缺陷条件下对原子尺度断裂抗力进行定量评估。
引用
@article{arxiv.2603.25617,
title = {Molecular dynamics study of the role of anisotropy in radiation-driven embrittlement},
author = {Hojjat Mousavi and Stanisław Stupkiewicz and Aneta Ustrzycka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25617},
year = {2026}
}