[發明專利]模擬納米晶金屬累積離位損傷的方法

有效

• 申請號: 201910276042.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110120248B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李祥艷;吳學邦;許依春;張艷革;尤玉偉;孔祥山;劉偉;王先平;劉長松;方前鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G06F30/20
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

1.模擬納米晶金屬累積離位損傷的方法，其特征在于：步驟包括

S1：基本原子過程MD參數化

采用MD計算或者收集點缺陷及其團簇擴散、聚合、復合、溶解、發射過程的能量學、動力學和作用范圍參數，并根據缺陷形成能性質確定點缺陷在晶界內部的占據位置；

S2：基本原子過程OKMC速率列表創建

根據物理圖像，把MD計算的參數加以簡化，計算一定溫度下基本過程速率和缺陷產生速率，構建速率列表；

S3：OKMC調用相應速率，選擇、執行事件

根據不同事件、過程的速率，采用輪盤賭方法選擇事件，且某個事件被選中的幾率與該事件速率成正比，再執行事件，所述執行事件包括：

擴散過程事件：處于塊體區域的缺陷對象三維隨機行走，處于晶界附近的缺陷一維擴散，而處于晶界內部的缺陷在晶界面上二維隨機擴散，且每次擴散，缺陷沿著一個坐標軸方向運動晶格常數一半的距離；

聚合過程事件：處于塊體中的空位團簇V_n1和V_n2聚合，只考慮一個小團簇被另一個團簇捕獲的情況，即限制n15或n25，自間隙團簇之間的聚合不設尺寸限制，對于弛豫晶界內部的缺陷聚合反應，只考慮點缺陷被另一個缺陷捕獲的情形；聚合反應執行時，反應后的對象坐標與尺寸較大的一個一致，尺寸變為n1+n2；

復合過程事件：執行復合事件時，保留尺寸較大的一個，剩余對象尺寸為|n1-n2|；

溶解過程事件：每次只有一個V/SIA從V_n/SIA_n中溶解出來，溶解后，將溶解出來的一個V/SIA放置在捕獲半徑外的球面上；

發射過程事件：每次只有一個V/SIA從晶界發射出來，發射后的V/SIA放在晶界對V/SIA捕獲區域的之外的格點處；

缺陷產生事件：在體系中隨機產生一對空位和自間隙原子，產生三個[0，1]之間均勻分布的隨機數r1、r2、r3，則缺陷坐標為[L×r1，L×r2，L×r3]，其中L為晶粒尺寸；

S4：表征OKMC粗?；Y構

對于OKMC模擬得到的不同輻照劑量dose下的微結構進行分析，得到塊體區域、晶界附近和晶界內部不同類型缺陷濃度C，建立C-dose關系；分析距晶界不同位置處缺陷類型與濃度，建立缺陷濃度與缺陷-晶界距離d關系：C(dose)-d；

S5：采樣不同劑量下的微結構，并用MD弛豫之

將S4中得到的隨輻照劑量變化的微結構離散化采樣，建立合適尺寸的原子模型，并再現一定劑量下的微結構，保證粗?；Ｐ秃驮咏Y構中相應缺陷濃度相同、缺陷分布一致，模型建好以后，先在0K下靜態弛豫模型，然后在一定溫度采用MD再次弛豫模型，觀察弛豫過程中體系結構的變化；

S6：將觀察到的原子過程速率化

計算S5中新出現的原子過程發生的速率，確定新過程發生的臨界劑量；

S7：更新基本原子過程，重新運行OKMC模塊

將隨輻照劑量發生的新原子過程補充進基本原子過程集合，更新事件速率列表，重新運行OKMC模塊。

2.根據權利要求1所述的模擬納米晶金屬累積離位損傷的方法，其特征在于：步驟S2中，所述簡化包括將晶界附近缺陷擴散能壘設置為塊體中相應值的一半；將間隙發射誘導的復合分為一定區域內的自發復合和低能壘復合兩部分，自發復合區域外缺陷復合能壘正比于缺陷與復合區域的距離，收斂于塊體中孤立缺陷擴散能壘；設置不動缺陷團簇尺寸上限；同時簡化缺陷之間、缺陷與晶界之間作用半徑。