W 碰撞级联中形成的 <100> 位错的稳定性
材料科学
2025-09-05 v2 计算物理
摘要
实验与模拟均已证实辐照 W 中存在 <100> 位错。了解这些缺陷的性质与行为对于研究更大尺度下的微结构演化至关重要。我们利用三种不同原子间势，在包含 230 个碰撞级联的分子动力学（MD）数据库中研究了各类 <100> 位错的热稳定性与转变机制。对于在 MD 可轻易达到的 100 纳秒时间尺度内发生转变的各类缺陷，计算了 <100> 位错向更稳定 <111> 位错转变的能量。<100> 位错的稳定性随尺寸增大而提高，但趋势并不严格。不规则性的原因在于内部构型方面，如 (i) 缺陷内 <100> 方向拥挤子（crowdion）的排列，(ii) 缺陷边缘处非 <100> 拥挤子的存在与排列。我们展示了典型的转变路径，并讨论了缺陷构型中不稳定性的来源。我们还讨论了不同原子间势下稳定性所发现的相似与差异。理解转变机制与内部形态有助于深入认识 <100> 位错的稳定性，这对 Kinetic Monte Carlo (KMC) 等更大尺度模型具有价值。
引用
@article{arxiv.2201.13022,
title = {Stability of <100> Dislocations formed in W Collision Cascades},
author = {Utkarsh Bhardwaj and Andread E. Sand and Manoj Warrier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.13022},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 6 figures, presented at MoD-PMI 2021 workshop and IAEA-CCN 2021 meeting