γ-Fe中点缺陷与氦-空位团簇的形成能

利用分子静力学计算了γ-Fe中的空位(V)、自间隙原子(SIA)、间隙氦原子(HeI)和氦-空位(He-V)团簇的形成能．Fe-Fe,Fe-He和He-He原子间相互作用分别用修正嵌入原子法(MEAM)、Wilson-Johnson势和Beck势来描述．计算结果表明, SIA<100>形成能远小于α-Fe中的SIA<11O>形成能,HeI在γ-Fe中的四面体间隙位最隐定.团簇HenV0,HenV1,HenV2和HenV3中的He原子数n分别达到2,5,9和11时即可形成Frenkel对来实现自捕陷,实现自捕陷时的He／V个数比不是定值,且随空位数的增加有逐渐下降趋势．

bcc Fe的刃型位错中氦-空位团的稳定性

采用周期性原子阵列方法建立bcc Fe中的刃型位错，利用分子动力学计算了0K时bcc Fe的位错芯里氦-空位团的稳定性，并与理想Fe晶体里氦-空位团的稳定性进行比较发现，位错的作用导致氦-空位团不稳定。点缺陷（He、空位与自间隙Fe原子）与氦-空位团的结合能与团中氦-空位比例密切相关，当氦与空位数之比在3～6时，结合能趋于稳定。

氦团簇及氦间隙原子在钨中的稳定性研究

首先采用分子动力学方法研究了在钨中预存氦-空位团簇(HenV22)后氦原子结合能与氦-空位比的关系。研究发现:当氦-空位比小于4.5时,氦原子结合能随氦-空位比呈线性减小趋势;当氦-空位比大于4.5时,氦原子的结合能随氦-空位比出现剧烈振荡的现象,这种现象是由于钨中预存氦-空位团簇随机挤出位错环使体系能量骤降所导致的。与此同时,氦-空位团簇周围出现了一些处于亚稳态的fcc结构和hcp结构的钨。为了研究氦团簇周围压强对钨基体相变的影响,本文利用第一性原理对钨的三种结构进行了高压相变计算,发现静水压力不能使钨的三种结构互相转变。另外,通过对bcc钨和fcc钨中四面体间隙氦原子和八面体间隙氦原子电荷密度差的计算,发现bcc钨中四面体间隙氦原子的稳定性高于八面体间隙氦原子的稳定性,而在fcc钨中四面体间隙氦原子的稳定性弱于八面体间隙氦原子的稳定性。