BCC铁和铁铜合金电子辐照缺陷演化的团簇动力学模拟

发布时间：2021-11-19 11:00

　　辐照损伤性能是核材料的关键性能指标之一,铁基材料（铁素体钢、奥氏体钢）在堆中关键部件的服役性能决定着核电站的安全性和经济性,其抗辐照性能一直以来是核工程与核科学界研究的热点。压力容器是具有BCC结构的铁素体钢,是反应堆中不可更换的部件,也是决定反应堆的安全性和寿命的关键部件之一,研究辐照下压力容器钢模型材料BCC铁以及铁铜合金中缺陷演化机理对于研究压力容器钢辐照脆化机理具有非常重要的意义。本文采用基于平均场理论的团簇动力学方法,模拟了BCC铁及铁铜合金在电子辐照下缺陷的演化过程,对于研究压力容器钢的辐照脆化机理具有重要意义。根据平均场速率理论,不同时刻下辐照缺陷数密度可以由相应的微分方程表示。通过对国内外文献调研,结合对材料中各缺陷及之间相互作用的理论分析,推导出描述材料中间隙原子、空位、间隙原子团簇、空位团簇、富铜团簇数密度随时间演化的微分方程组,建立了BCC铁在电子辐照下缺陷演化的物理模型,采用FORTRAN 90开发团簇动力学程序,并模拟了BCC铁在455K的温度下,经过长时间（15000s）电子辐照时缺陷的演变过程,得到不同时刻各缺陷的数密度及尺寸分布。结果表明,时间较短时,晶... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景
    1.3 课题研究的目的和意义
    1.4 国内外研究概况
    1.5 论文的主要研究内容和方法
第二章 金属材料的辐照损伤机理
    2.1 辐照缺陷的产生及演变
        2.1.1 晶体结构及点缺陷的产生
        2.1.2 位错环和空洞
        2.1.3 晶体缺陷的相互作用
    2.2 缺陷演化的实验表征-电阻率回复
    2.3 辐照损伤的计算
    2.4 本章小结
第三章 物理模型及团簇动力学程序的开发
    3.1 平均场理论及速率方程简介
    3.2 团簇动力学程序的开发
        3.2.1 基本假设
        3.2.2 缺陷演变方程的推导
        3.2.3 程序的开发及算法
    3.3 模拟结果及分析
        3.3.1 微观参数
        3.3.2 计算结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章BCC铁电阻率回复的模拟研究
    4.1 微观演化物理模型
    4.2 模拟结果与讨论
        4.2.1 微观参数
        4.2.2 辐照缺陷的演变
    4.3 电阻率回复阶段分析
    4.4 损伤剂量对模拟结果的影响
    4.5 本章小结
第五章 电子辐照Fe-Cu合金缺陷演变的模拟
    5.1 二元合金物理模型
        5.1.1 基本假设
        5.1.2 缺陷演变方程的推导
    5.2 模拟结果与分析
        5.2.1 微观参数
        5.2.2 Fe-Cu合金缺陷演变规律
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源中的核电发展[J]. 郑明光,叶成,韩旭.  核技术. 2010(02)
[2]论FeCr合金辐照损伤的多尺度模拟[J]. 贺新福,杨文,樊胜.  物理学报. 2009(12)
[3]450℃高能电子辐照对CLAM钢微观结构的影响[J]. 乔建生,黄依娜,肖鑫,万发荣.  北京科技大学学报. 2009(07)

博士论文
[1]反应堆压力容器模拟钢中富Cu相的析出及晶体结构演化研究[D]. 王伟.上海大学 2011



本文编号：3504899