辐照条件下SiC晶界导热性能的分子动力学分析

发布时间：2018-08-18 11:46

【摘要】：SiC材料由于具有优良的物理化学性质而在工程领域得到广泛应用。但在辐照条件下,Frenkel缺陷势必影响材料的宏观性质。尤其在核能工程领域,辐照无法避免,而传热性质是材料的关键性质之一。本文采用分子动力学方法模拟了SiC材料晶界导热性质在辐照缺陷存在条件下的变化规律。研究结果表明,晶界扭转角度越大,界面能也越大,并且界面热阻大致与界面能呈正比关系。辐照缺陷的存在使界面热阻增加了一个数量级。声子态密度分析结果表明,界面附近原子晶格失配程度增加是导致辐照后界面热阻进一步增加的原因。
[Abstract]:SiC materials have been widely used in engineering field because of their excellent physical and chemical properties. However, under irradiation conditions, the Frenkel defects are bound to affect the macroscopic properties of the materials. Especially in the field of nuclear energy engineering, radiation is unavoidable, and heat transfer is one of the key properties of materials. In this paper, molecular dynamics method is used to simulate the variation of thermal conductivity at grain boundary of SiC materials under the condition of irradiation defects. The results show that the larger the angle of grain boundary torsion, the greater the interface energy, and the thermal resistance of the interface is proportional to the interface energy. The existence of irradiating defects increases the interfacial thermal resistance by an order of magnitude. The results of phonon density analysis show that the increase of lattice mismatch near the interface leads to the further increase of the thermal resistance of the interface after irradiation.
【作者单位】： 哈尔滨工程大学核科学与技术学院核安全与仿真技术国防重点学科实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(81300864,11505037)
【分类号】：TN304.24

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