Влияние титана на первичную радиационную повреждаемость и распухание сплавов ванадий-титан

А.О. Боев, К.П. Зольников, И.В. Неласов, А.Г. Липницкий показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 26 марта 2018; Исправлена: 27 апреля 2018; Принята: 07 мая 2018
Цитирование: А.О. Боев, К.П. Зольников, И.В. Неласов, А.Г. Липницкий. Влияние титана на первичную радиационную повреждаемость и распухание сплавов ванадий-титан. Письма о материалах. 2018. Т.8. №3. С.263-267
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-3-263-267

Аннотация

Влияние титана на изменения структуры области развития каскада может вносить вклад в снижение радиационного распухания ванадия через формирование вакансионных кластеров меньших размеров.До настоящего времени остается не исследованным вопрос влияния легирующих элементов на стадию развития каскада атомных смещений в сплавах на основе ванадия, которые рассматриваются в качестве одной из перспективных групп радиационно-стойких материалов для термоядерной энергетики. В данной работе проводится молекулярно-динамическое исследование процесса развития каскадов атомных смещений в чистом ванадии и сплавах V-Ti с концентрациями титана 4, 8 и 16% при энергиях первично выбитого атома 5, 10 и 20 кэВ. Взаимодействия между атомами в системе V-Ti задается в рамках метода, развитого ранее для моделирования систем с металлическим и ковалентным типом химической связи. Взаимодействия на малых межатомных расстояниях учитывается в подходе экранированных ионов, что позволяет корректно моделировать атомные системы в условиях высокоэнергетического воздействия. Моделирование проводилось при температуре 700 К, что соответствует нижнему пределу интервала рабочих температур рассматриваемых сплавов. Работа направлена на установление особенностей влияния титана на характеристики каскадов атомных смещений и возможность уменьшения радиационного распухания сплава при легировании титаном. Основными характеристиками каскадов атомных смещений, рассмотренных в данной работе, являются количество генерируемых дефектов на разных стадиях развития каскада и структура радиационно-поврежденной области. Рассчитано распределение выживших дефектов вакансионного и межузельного типа по размеру в зависимости от концентрации титана и энергии первично выбитого атома. Обнаружено, что легирование титаном приводит к уменьшению размеров вакансионных кластеров, формируемых каскадами атомных смещений.

Ссылки (22)

1. B. Loomis, D. Smith, F. Garner. J. Nucl. Mater. 179, 771 (1991). Crossref
2. C. Zhang, P. Zhang, R. Li, J. Zhao, C. Dong. J. Nucl. Mater. 442, 370 (2013). Crossref
3. A. O. Boev, I. V. Nelasov, V. N. Maksimenko, A. G. Lipnitskii, V. N. Saveliev, A. I. Kartamyshev. Defect Diffus. Forum 375, 153 (2017). Crossref
4. S. G Psakhie, K. P. Zolnikov, D. S. Kryzhevich, A. V. Zheleznyakov, V. M. Chernov. Crystallogr. Rep. 54, 1002 (2009). Crossref
5. A. V. Korchuganov, K. P. Zolnikov, D. S. Kryzhevich, S. G. Psakhie. Rus. Phys. J. 60, 170 (2017). Crossref
6. A. O. Boev, D. A. Aksyonov, A. I. Kartamyshev, V. N. Maksimenko, I. V. Nelasov, A. G. Lipnitskii. J. Nucl. Mater. 492, 14 (2017). Crossref
7. E. Alonso, M. J. Caturla, T. D. de la Rubia, J. M. Perlado. J. Nucl. Mater. 276, 221 (2000). Crossref
8. A. V. Korchuganov, K. P. Zolnikov, D. S. Kryzhevich, V. M. Chernov, S. G. Psakhie. Physics of Atomic Nuclei. 79(7), 1193 (2016). Crossref
9. S. G. Psakhie, K. P. Zolnikov, D. S. Kryzhevich, A. V. Zheleznyakov, V. M. Chernov. Physical Mesomechanics. 12(1-2), 20 (2009). Crossref
10. C. S. Becquart, C. Domain, J. C. van Duysen, J. M. Raulot. J. Nucl. Mater. 294, 274 (2001). Crossref
11. L. Malerba, A. Caro, J. Wallenius. J. Nucl. Mater. 382, 112 (2008). Crossref
12. D. Terentyev, L. Malerba, M. Hou. Nucl. Instr. Meth. B. 228, 164 (2005). Crossref
13. D. Terentyev, L. Malerba. J. Nucl. Mater. 329 - 333, 1161 (2004). Crossref
14. A. G. Lipnitskii, V. N. Saveliev. Comput. Mater. Sci. 121, 67 (2016). Crossref
15. V. T. Zabolotnyy, E. E. Starostin. Fiz. Khim. Obrab. Mater. 6, 5 (2006). (in Russian) [В. Т. Заболотный, Е. Е. Старостин. Физика и химия обработки материалов. 6, 5 (2006).].
16. A. Impagnatiello, T. Toyama, E. Jimenez-Melero. J. Nucl. Mater. 485, 122 (2017). Crossref
17. J. Ziegler, J. Biersack, U. Littmark. Stopp. Range Ions Solids. 1, 109 (1985).
18. A. Kartamyshev, A. Boev, et al. BSU Scient. bullet.: Math. and Phys. 121, 67 (2016).
19. W. G. Hoover. Phys. Rev. A. 31, 1695 (1985). Crossref
20. H. J. C. Berendsen, J. P. M Postma, W. F. van Gunsteren, A. DiNola, J. R. Haak. J. Chem. Phys. 81, 3684 (1984). Crossref
21. A. Stukowski. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012 (2009).
22. L. A. Zepeda-Ruiz, S. Han, D. J. Srolovitz, R. Car, B. D. Wirth. Phys. Rev. B. 67(13), 134114 (2003).

Цитирования (1)

1.
A.I. Kartamyshev, A.G. Lipnitskii, V.N. Saveliev, V.N. Maksimenko, I.V. Nelasov, D.O. Poletaev. Computational Materials Science. 160, 30 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему