锆中自间隙原子的分数维迁移
材料科学
2015-11-05 v2
摘要
进行了分子动力学(MD)模拟以研究锆中的自间隙原子迁移。通过定义晶格点（当多于一个原子落入该晶格点的Wigner-Seitz原胞时）作为间隙原子位置(LSIA)，识别出LSIA迁移的三类事件：保持在单一<112_0>方向上的跳跃(ILJ)、在同一基面内从一个<112_0>方向跳向另一<112_0>方向的跳跃(OLJ)，以及从一基面跳向相邻基面的跳跃(OPJ)。计算了三类事件的发生频率。发现ILJ在温度范围(300K至1200K)内占主导，但OLJ和OPJ的发生频率随温度升高而增加。尽管这三种跳跃可能不遵循布朗和阿伦尼乌斯行为，但总体上LSIAs的迁移趋于类布朗运动。此外，LSAs在hcp基面内的迁移轨迹并非仅存在传统一维或二维迁移时所观察到的那样；相反，它们展现出我们称之为分数维的特征。即，轨迹由<112_0>方向上的线段组成，线段平均长度随温度变化。利用蒙特卡洛(MC)模拟，分析了以每次跳跃事件访问的平均晶格点数 n_SPE 衡量的分数维迁移的潜在动力学影响。分数维迁移的 n_SPE 值与传统一维和二维迁移的相应值之间的显著差异表明，无法反映分数维迁移特征的传统扩散系数不能准确描述锆中自间隙原子(SIAs)的潜在动力学。
引用
@article{arxiv.1511.00208,
title = {On the fraction-dimension migration of self-interstitials in zirconium},
author = {Rui Zhong and Chaoqiong Ma and Baoqin Fu and Jun Wang and Qing Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.00208},
year = {2015}
}