CoCrNiFeMn高熵合金点缺陷第一性原理研究

发布时间：2021-09-06 16:22

　　与传统能源相比,核能由于具有清洁无污染的特点被认为是解决未来人类能源问题的有效方法。新型核裂变堆和核聚变堆的发展和部署依赖于具有抗辐照能力的先进高性能反应堆结构材料的发展,而高熵合金（HEAs）作为新型抗辐照材料引起了广泛的关注。在极端核环境条件下,反应堆结构材料的辐照力学性能会出现劣化,而原子尺度的点缺陷性质研究是探索材料在辐照条件下宏观辐照性能的基础。大量的实验研究表明,HEAs在宏观性质方面具有良好的抗辐照能力。然而,由于复杂的局部无序和独特的晶格畸变效应,目前对HEAs原子尺度的研究很少。本研究利用第一性原理系统地探讨了三种等原子比合金的局部化学环境和近邻磁矩对点缺陷形成的影响。为了避免有限的原子点位对计算结果的影响,研究对大量的原子进行了计算统计分析;同时为了保证原子环境近邻分布的均匀性,采用了相似原子环境的方法构建超胞模型以及Widom的方法对化学势进行了修正。计算结果发现,CoCrNiFeMn HEAs中的空位形成能明显大于CoCrNi和CoCrNiFe合金。空位的局部环境尤其是最近邻环境中Ni和Cr原子的数目是影响空位形成能的关键因素,空位更倾向于聚集在Ni原子较多和C... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 核能的利用
        1.1.1 核能的研究背景
        1.1.2 核反应堆的发展和现状
        1.1.3 核反应堆材料辐照效应
    1.2 核反应堆结构材料
        1.2.1 常见核结构材料
        1.2.2 先进反应堆结构材料
    1.3 高熵合金
        1.3.1 高熵合金性质
        1.3.2 高熵合金的抗辐照行为
    1.4 研究目的和研究内容
2 计算方法
    2.1 第一性原理
        2.1.1 密度泛函理论
        2.1.2 Kohn-Sham方程
        2.1.3 交换关联泛函
    2.2 计算软件
    2.3 超胞的构建
3 高熵合金中空位形成能的计算
    3.1 计算模型和理论方法
    3.2 化学势的计算
    3.3 空位形成能的计算
        3.3.1 局部原子环境对空位形成能的影响
        3.3.2 磁矩对空位形成能的影响
    3.4 本章总结
4 间隙原子形成能的计算
    4.1 局部环境对间隙原子形成的影响
    4.2 磁矩对间隙原子形成能的影响
    4.3 本章总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3387783