Fe-C 合金在辐照下纳米结构演化的模拟

中子辐照会在钢中引起纳米结构变化，这是这些材料在核电站运行期间经历机械性能退化的根源。其中一些效应可以通过使用铁 - 碳系统作为模型合金来进行研究。对象动力学蒙特卡洛（Object Kinetic Monte Carlo）技术已被证明能够以现实且定量可靠的方式模拟整个辐照过程。我们开发了一个模拟 Fe-C 系统的模型，该模型基于对空位和自间隙原子（SIA）团簇性质的物理描述，并依据原子尺度研究的最新数据以及文献中其他可用的实验和理论工作进行了参数选择。基于这些数据，碳对辐射缺陷演化的影响在很大程度上被理解为形成了与空位结合的不可移动复合物，而这些复合物反过来充当了 SIA 团簇的陷阱。研究发现，这种效应可以通过使用针对 SIA 和空位团簇的通用陷阱来引入，其结合能取决于团簇的大小，这一选择也是基于先前进行的原子尺度研究。该模型被证明适合重现低温（<350 K）中子辐照实验的结果，以及在缺陷团簇密度和尺寸分布方面与文献中可用实验数据相比较的直至 700 K 的相应辐照后退火结果。陷阱的使用被证明对我们的模型至关重要。