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GIL支柱绝缘子嵌件-环氧界面缺陷演化过程与放电脆裂机制 被引量:1
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作者 刘智鹏 魏来 +2 位作者 李庆民 薛乃凡 胡琦 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期359-369,共11页
交流GIS/GIL支柱绝缘子在生产、运行过程中其金属嵌件-环氧界面容易引入气隙缺陷,被认为是导致支柱绝缘子炸裂击穿故障的重要诱因。通过设计带有气隙缺陷的支柱绝缘子并搭建炸裂模拟实验平台,研究了绝缘子嵌件-环氧界面缺陷演化与炸裂... 交流GIS/GIL支柱绝缘子在生产、运行过程中其金属嵌件-环氧界面容易引入气隙缺陷,被认为是导致支柱绝缘子炸裂击穿故障的重要诱因。通过设计带有气隙缺陷的支柱绝缘子并搭建炸裂模拟实验平台,研究了绝缘子嵌件-环氧界面缺陷演化与炸裂过程。基于实验研究结果,将支柱绝缘子炸裂过程分为3个特征阶段:裂纹产生与扩展阶段、断裂阶段、炸裂阶段,气隙缺陷引发的局部放电会诱导裂纹的产生与劣化扩展,导致绝缘子在极短的时间内快速断裂并在多次高能电弧冲击下炸裂,呈现脆性断裂的特征。同时,通过实验分析了影响支柱绝缘子炸裂的关键因素,直流电压下绝缘子的炸裂概率比交流电压低10%~20%。进一步构建了电-机械耦合作用下的裂纹扩展相场仿真模型,分析了支柱绝缘子不同炸裂阶段的主导机制。在裂纹的产生与扩展阶段,电势能起到主要作用;在断裂阶段,电势能的作用逐渐减弱,机械势能逐渐增大并起到主导作用,当机械势能达到材料应力临界点时,绝缘子发生脆性炸裂。该研究成果初步揭示了支柱绝缘子气隙缺陷引发的放电脆裂机制,为支柱绝缘子的故障分析及优化设计提供理论基础。 展开更多
关键词 支柱绝缘子 放电脆裂 界面缺陷 缺陷演化 相场仿真
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高温^(107)Ag^(5+)离子辐照后核石墨的截面微区拉曼表征与缺陷演化规律研究
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作者 李一言 贺周同 +2 位作者 赵修良 彭善成 马慧磊 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期39-50,共12页
在第四代反应堆中,核石墨作为慢化体和反射体材料服役于高温和高通量的快中子辐照环境中。快中子辐照会在核石墨中产生大量的弗伦克尔缺陷对。这些缺陷经过湮灭、扩散、最终形成更大的缺陷团簇,从而改变核石墨的微观结构,进而改变核石... 在第四代反应堆中,核石墨作为慢化体和反射体材料服役于高温和高通量的快中子辐照环境中。快中子辐照会在核石墨中产生大量的弗伦克尔缺陷对。这些缺陷经过湮灭、扩散、最终形成更大的缺陷团簇,从而改变核石墨的微观结构,进而改变核石墨的宏观性能。因此,研究核石墨在高温辐照条件下的缺陷演化行为和机理对提高反应堆安全性具有重要意义。本研究采用30 MeV的^(107)Ag^(5+)离子在420℃下辐照IG-110核石墨来模拟核石墨在快中子辐照过程中的缺陷演化行为。通过微区拉曼光谱对IG-110核石墨截面结构进行表征,并对比不同深度处的拉曼光谱特征参数和辐照损伤剂量之间的关系,研究IG-110核石墨微观结构随辐照损伤剂量(Displacements Per Atom,DPA)的演化行为。研究结果表明,随着注量的增加,核石墨拉曼光谱的特征参数D峰高度与G峰高度比值(I_(D)/I_(G))、G峰半高宽(Full Width at Half Maximum of the G peak,FWHM(G))以及G峰的偏移量都显著增加。与^(58)Ni^(5+)辐照样品相比,相同辐照损伤剂量下,^(107)Ag^(5+)辐照的石墨拉曼光谱的I_(D)/I_(G)和FWHM(G)更大。相同的FWHM(G)下,^(107)Ag^(5+)辐照的石墨拉曼光谱的I_(D)/I_(G)比^(58)Ni^(5+)辐照样品大。这些结果说明更重的重离子辐照会在核石墨中引起更高速率的缺陷积累,从而更快地导致石墨晶粒尺寸变小,并促进纳米晶化进程。 展开更多
关键词 重离子辐照 IG-110核石墨 微区拉曼光谱 缺陷演化规律 高温辐照 截面拉曼成像
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基于电力大数据的变电主设备缺陷演化规律红外成像分析方法
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作者 付鑫 郭阳 《计算技术与自动化》 2024年第1期123-128,共6页
针对目标区域与背景区域混杂,变电主设备缺陷缺陷演化规律不明的问题,提出了基于电力大数据的变电主设备缺陷演化规律红外成像分析方法。应用红外成像技术采集变电主设备红外图像后,使用Otsu算法分割变电主设备红外图像内目标区域和背... 针对目标区域与背景区域混杂,变电主设备缺陷缺陷演化规律不明的问题,提出了基于电力大数据的变电主设备缺陷演化规律红外成像分析方法。应用红外成像技术采集变电主设备红外图像后,使用Otsu算法分割变电主设备红外图像内目标区域和背景区域;以分割后的变电主设备红外图像和电力大数据作为输入,通过混合深度学习神经网络模型输出变电主设备缺陷检测结果;将变电主设备缺陷检测结果输入到RFPA 2D软件内,分析变电主设备缺陷检测结果基元破裂情况,得到变电主设备缺陷演化规律分析结果。实验结果表明:该方法采集变电主设备图像与其实际图像吻合度较高;分割变电主设备红外图像目标区域与背景区域时,受对比度影响较小;可有效检测变电主设备缺陷类型和分析其缺陷演化规律。 展开更多
关键词 电力大数据 变电主设备 缺陷演化规律 红外成像 小波变换
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缺陷演化过程中缺陷温度场的实验研究 被引量:3
4
作者 李之达 《实验力学》 CSCD 北大核心 1997年第3期370-375,共6页
本文以缺陷演化过程中的共性-流变与耗散现象为研究对象,利用红外扫描技术,对缺陷演化过程中的热耗散、缺陷温度场的形成及其演变规律进行了实验研究.在此基础上,对缺陷演化过程中缺陷温度场的形成及其演变规律、缺陷间相互作用进... 本文以缺陷演化过程中的共性-流变与耗散现象为研究对象,利用红外扫描技术,对缺陷演化过程中的热耗散、缺陷温度场的形成及其演变规律进行了实验研究.在此基础上,对缺陷演化过程中缺陷温度场的形成及其演变规律、缺陷间相互作用进行了初步探讨.研究结果表明:缺陷演化过程是一个能量耗散过程,且缺陷演化过程中由于热耗散而形成的缺陷温度场具有分形特性,其分形维数不仅与缺陷间相互作用有关,而且是时间的函数,体现了缺陷演化过程跨越不同层次以及过程中层次间的协同作用效应. 展开更多
关键词 缺陷演化过程 缺陷温度场 热耗散 相互作用
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纳米切削镍基单晶合金亚表面缺陷演化机理研究 被引量:1
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作者 刘娴萍 郝兆朋 +1 位作者 娄在祯 范依航 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第7期1062-1069,共8页
零件加工过程中亚表面缺陷的产生与演化直接影响其表面质量与使用寿命,一直是企业界与学术界关注的焦点。从缺陷演化和能量变化角度结合分子动力学的方法研究了氮化硅陶瓷刀具切削镍基单晶合金过程中亚表面缺陷演化机理。采用混合势函... 零件加工过程中亚表面缺陷的产生与演化直接影响其表面质量与使用寿命,一直是企业界与学术界关注的焦点。从缺陷演化和能量变化角度结合分子动力学的方法研究了氮化硅陶瓷刀具切削镍基单晶合金过程中亚表面缺陷演化机理。采用混合势函数描述切削镍基合金系统原子间的作用力。分析了各种位错,层错的形核、扩展和位错线类型的转化;深入探讨切削速度变化诱发的亚表面缺陷的种类、数量、深度与面积、体系势能、晶体结构变化等对加工表面质量的影响。研究结果表明:提高切削速度能够有效降低亚表面缺陷的数量与面积,改善加工零件的表面质量。 展开更多
关键词 镍基单晶合金 亚表面质量 分子动力学 缺陷演化 位错滑移
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Fe-C合金在辐照条件下基体缺陷演化的OKMC模拟
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作者 沈子钦 艾德生 +3 位作者 吕沙沙 高杰 赖文生 李正操 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第16期417-426,共10页
本文研究了Fe-C合金中碳元素陷阱对基体缺陷的影响,以及在辐照条件下Fe-C合金中基体缺陷的演化.通过将陷阱复合体参数化后进行实例动态蒙特卡罗(OKMC)建模,从而建立微观计算模拟数据与宏观实验数据之间映射的桥梁.模拟结果验证了碳(C)-... 本文研究了Fe-C合金中碳元素陷阱对基体缺陷的影响,以及在辐照条件下Fe-C合金中基体缺陷的演化.通过将陷阱复合体参数化后进行实例动态蒙特卡罗(OKMC)建模,从而建立微观计算模拟数据与宏观实验数据之间映射的桥梁.模拟结果验证了碳(C)-空位(Vac)复合体在理想条件下的演化,在较低温度下,复合体主要为C-Vac2.基于复合体陷阱的假设,对Fe-C系统中基体缺陷在辐照条件下的演化进行了模拟.验证了碳空位复合体对基体缺陷有明显的捕获作用.模拟Fe-C系统中基体缺陷在辐照条件下的演化能够得到与实验一致的结果,对比讨论了模拟中使用的有效近似参数对模拟结果的影响,为铁基合金辐照缺陷演化的研究提供了基础支撑. 展开更多
关键词 实例动态蒙特卡罗 辐照缺陷演化 基体缺陷 铁基合金
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SiP薄弱点置球缺陷演化的热响应特性研究
7
作者 苏步升 吕立明 《中国设备工程》 2021年第16期106-109,共4页
SiP(System in a Package)的微型化趋势对产品提出了更高的可靠性及稳定性。周期循环载荷的加载使得层间置球裂纹缺陷成为了SiP的薄弱点。本文模拟内部球体裂纹缺陷演化过程,基于有限元方法仿真计算提取Sn63Pb37置球裂纹尖端热应力及应... SiP(System in a Package)的微型化趋势对产品提出了更高的可靠性及稳定性。周期循环载荷的加载使得层间置球裂纹缺陷成为了SiP的薄弱点。本文模拟内部球体裂纹缺陷演化过程,基于有限元方法仿真计算提取Sn63Pb37置球裂纹尖端热应力及应变能密度响应特性来确定球体裂纹的断裂特征长度。结果表明,置球最大应力点在裂纹尺寸小时位于头部附近,尺寸大时位于裂纹尖端。裂纹尖端应力响应随裂纹尺寸的增加先线性增加再非线性增加,最终趋于稳定。通过转折点确定球体裂纹的特征长度,基于Darveaux疲劳寿命模型计算含球体裂纹的寿命比普通置球寿命短20%。 展开更多
关键词 SIP 置球 缺陷演化 热响应 疲劳寿命
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基于分子动力学模拟的纳米铝板力学性能与缺陷演化过程的尺寸效应研究
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作者 王路生 丁军 +2 位作者 宋鹍 刘泊 黄霞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期333-339,共7页
采用分子动力学方法模拟了不同分子动力学模型尺寸对含初始裂纹缺陷纳米单晶铝板在拉伸载荷作用下的裂纹缺陷演化过程的影响。结果表明:随着模型尺寸增大,材料的屈服应力减小,屈服点提前,断裂韧性提高。在弹性阶段,材料变形与体系内部... 采用分子动力学方法模拟了不同分子动力学模型尺寸对含初始裂纹缺陷纳米单晶铝板在拉伸载荷作用下的裂纹缺陷演化过程的影响。结果表明:随着模型尺寸增大,材料的屈服应力减小,屈服点提前,断裂韧性提高。在弹性阶段,材料变形与体系内部原子的点缺陷和面缺陷相关;在塑性变形阶段,材料变形与位错增殖和滑移相关。裂纹尖端处应力集中是裂尖附近晶体结构发生相变的原因,能量在相变后释放导致应力松弛所致。 展开更多
关键词 分子动力学 尺寸效应 力学性能 缺陷演化
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Nb涂层N36锆合金原位加热过程中的缺陷演化行为 被引量:1
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作者 魏铭言 雷鹏辉 +5 位作者 张平 王云鹏 吴璐 王桢 伍晓勇 卢晨阳 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2985-2992,共8页
福岛核事故之后,为锆合金表面涂覆涂层是一种提高核燃料包壳事故容错能力的重要方式。含Nb涂层N36合金辐照后的透射电镜样品利用聚焦离子束进行制备,并通过原位透射电子显微镜研究了氪(Kr)离子注入后,Nb涂层在原位加热过程中的气泡生长... 福岛核事故之后,为锆合金表面涂覆涂层是一种提高核燃料包壳事故容错能力的重要方式。含Nb涂层N36合金辐照后的透射电镜样品利用聚焦离子束进行制备,并通过原位透射电子显微镜研究了氪(Kr)离子注入后,Nb涂层在原位加热过程中的气泡生长行为。原位加热结果表明,界面对气泡的生长存在影响,界面在加热过程中通过对周围气泡的捕获与输送,导致界面附近气泡的生长速度低于远离界面的气泡生长速度。原位加热后的元素分析表明,辐照与加热均会导致涂层-基体元素扩散距离的增加,其中辐照过程中的元素扩散由热峰混合机制主导。元素的扩散有助于提高涂层的结合性能,并为N36合金提供一定的抗腐蚀能力。 展开更多
关键词 铌涂层锆合金 离子辐照 原位加热 缺陷演化
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FeCrNiCoCu合金疲劳性能及缺陷演变的分子动力学研究
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作者 朱和军 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第4期81-86,共6页
疲劳失效是机械构件的重要失效形式之一,因此本文通过分子动力学模拟方法在应变量ε=0.08下,对高熵合金FeCrNiCoCu合金进行20次循环加载模拟,以探究了高熵合金FeCrNiCoCu合金的疲劳力学性能和组织演变.结果发现,在循环加载过程中,FeCrNi... 疲劳失效是机械构件的重要失效形式之一,因此本文通过分子动力学模拟方法在应变量ε=0.08下,对高熵合金FeCrNiCoCu合金进行20次循环加载模拟,以探究了高熵合金FeCrNiCoCu合金的疲劳力学性能和组织演变.结果发现,在循环加载过程中,FeCrNiCoCu模型存在明显的循环软化和循环硬化现象,且循环软化和循环硬化交替出现.通过对模型组织分析发现每个循环周期结束后,有残余位错和层错,这些缺陷直接影响到下一周期的疲劳应力.通过对模型中总能量和无序原子百分比的统计分析可知,模型的总能量呈升高的趋势.模型中无序原子的百分比逐渐升高,最后稳定在0.09左右,无序原子对位错的生成和湮灭有直接的影响,进而影响循环硬化和循环软化. 展开更多
关键词 循环加载 分子动力学 疲劳变形 微观缺陷演化
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一种原子尺度应变定义方法及其在识别微观缺陷演化中的应用 被引量:1
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作者 盛鹰 贾彬 +1 位作者 王汝恒 陈国平 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1144-1154,共11页
为探索性地定义原子尺度的应变,本工作提出了可同时适用于原子尺度和连续介质尺度的"变形"的计算方法,采用离散变形梯度表征原子尺度下的"变形"。在此基础上,引入邻域原子影响权函数,定义了原子尺度下的应变张量,... 为探索性地定义原子尺度的应变,本工作提出了可同时适用于原子尺度和连续介质尺度的"变形"的计算方法,采用离散变形梯度表征原子尺度下的"变形"。在此基础上,引入邻域原子影响权函数,定义了原子尺度下的应变张量,建立了计算任一中心原子的综合局部变形梯度和应变张量的加权最小二乘法目标函数,从而将原子尺度应变的计算转化为解决目标函数的最小值优化问题。然后运用改进的自适应多层复形遗传算法即可实现原子尺度应变的计算。最后,以NiTi合金为研究对象,建立了NiTi合金变形与破坏的分子动力学演化模型并计算了各时刻的原子尺度应变云图,通过应变云图观察到了孪晶。经与NiTi合金三点弯曲冲击断裂试件裂纹尖端的微观观察实验作对照,验证了本工作建立的原子尺度应变定义方法的合理性及其在识别微观缺陷演化中的应用意义。 展开更多
关键词 原子尺度应变 离散变形梯度 权函数 目标函数优化 微观缺陷演化
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基于机器学习的增材制造合金材料力学性能预测研究进展与挑战 被引量:3
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作者 胡雅楠 余欢 +4 位作者 吴圣川 奥妮 阚前华 吴正凯 康国政 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1892-1915,共24页
增材制造是现代高端装备制造领域的革命性突破技术之一.其中,增材构件的大批量生产和高可靠应用,关键在于制造可重复性、质量可靠性与性能可预测性.而在各向异性组织、广域分布缺陷、深部残余应力和复杂表面粗糙度等诸多因素的共同影响... 增材制造是现代高端装备制造领域的革命性突破技术之一.其中,增材构件的大批量生产和高可靠应用,关键在于制造可重复性、质量可靠性与性能可预测性.而在各向异性组织、广域分布缺陷、深部残余应力和复杂表面粗糙度等诸多因素的共同影响下,基于传统经验模型和有限数据的增材制造金属力学性能预测效率与准确性面临着严峻挑战.近年来,作为大数据与人工智能发展到一定阶段的必然产物,机器学习(machine learning,ML)方法为有效处理高维物理量之间的复杂非线性关系提供了契机,在增材制造合金材料力学性能预测领域得到持续关注.文章综述了机器学习在增材制造材料及构件力学性能预测中的国内外研究进展.首先简述了常见的机器学习算法和通用的机器学习流程,重点分析了融合物理信息的机器学习(physics-informed machine learning,PIML)方法的特点与构造方式;然后概述了增材制造合金材料力学性能4大影响因素的形成原因及机器学习在这些影响因素预测中的应用现状;重点介绍了ML和PIML在拉伸性能和疲劳断裂性能预测中的代表性研究成果;最后指出当前机器学习在力学性能预测中的局限性,并探讨了发展趋势和技术前景. 展开更多
关键词 数据驱动 机理驱动 微观组织 缺陷演化 疲劳寿命
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缺陷驱动的Web服务可信性度量模型 被引量:3
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作者 徐传运 杨丹 张杨 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第7期2723-2725,2733,共4页
为了避免Web服务可信性正面度量难以收集数据的问题,提出缺陷驱动的Web服务可信性度量模型TWSMM-SD(trustworthy Web services metrics model based on software defect),利用Web服务中的缺陷数目及类型来间接评测Web服务的可信度。在对... 为了避免Web服务可信性正面度量难以收集数据的问题,提出缺陷驱动的Web服务可信性度量模型TWSMM-SD(trustworthy Web services metrics model based on software defect),利用Web服务中的缺陷数目及类型来间接评测Web服务的可信度。在对Web服务中出现的缺陷进行全面收集、详细分类和可信归类的基础上,TWSMM-SD根据缺陷的演化来确定每种缺陷对最终可信度的影响程度,将其综合形成此种缺陷的初始权重,再利用隐马尔可夫模型对其进行处理,进而利用加权求和的方式求得Web服务的最终可信度。针对一个具体的Web服务,先利用重庆市软件评测中心的测试平台获得其缺陷个数及其所属类别,再使用TWSMM-SD对其进行可信性度量,进而证明本方法在Web服务可信性度量中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 缺陷分析 缺陷演化 网络软件 可信性度量
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缺陷局域温度场分形特征的初步研究 被引量:4
14
作者 罗文波 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 1997年第1期32-34,38,共4页
本文对含缺陷物体破坏过程中的热耗散进行了深入的实验研究和初步的理论分析.结果表明:缺陷演化过程中因热耗散而形成的缺陷局域温度场具有分形特性.其分形维数是时间的函数.
关键词 缺陷演化 热耗散 温度场 分形 损伤
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含缺陷物体形变过程中的能量耗散及其分形分析 被引量:2
15
作者 罗文波 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 1997年第4期26-30,共5页
含缺陷物体的形变过程是一个缺陷跨多层次演化的复杂过程,不同层次上的演化各有独特性,但其共同特点是耗散性.以过程中的耗散性为研究对象,实验研究表明:缺陷演化过程中因能量耗散而形成的缺陷局域温度场具有分形特征,其分形维数... 含缺陷物体的形变过程是一个缺陷跨多层次演化的复杂过程,不同层次上的演化各有独特性,但其共同特点是耗散性.以过程中的耗散性为研究对象,实验研究表明:缺陷演化过程中因能量耗散而形成的缺陷局域温度场具有分形特征,其分形维数是时间的函数.本文从理论上初步探讨温度场分形维数、断面分形维数与能量耗散的关系,并讨论了分形效应产生的物理基础. 展开更多
关键词 缺陷演化 能量耗散 形变 缺陷 流变学 分形
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Fe-C合金中辐照缺陷特征的剂量率效应计算模拟
16
作者 李建洋 张崇宏 杨义涛 《装备环境工程》 CAS 2022年第1期50-55,共6页
目的尝试采用计算模拟方法探究剂量率对辐照微结构特征的影响,探究常温辐照下剂量率效应的机理。方法采用动力学蒙特卡罗(OKMC)方法,结合近些年第一性原理和分子动力学的计算参数,研究了常温下铁-碳体系中辐照缺陷随剂量率的变化特征。... 目的尝试采用计算模拟方法探究剂量率对辐照微结构特征的影响,探究常温辐照下剂量率效应的机理。方法采用动力学蒙特卡罗(OKMC)方法,结合近些年第一性原理和分子动力学的计算参数,研究了常温下铁-碳体系中辐照缺陷随剂量率的变化特征。结果在较低的剂量范围(<0.01 dpa)内,间隙型位错环的密度随剂量率的增加而增加;但在较高的剂量范围内,高剂量率辐照呈现较低的间隙型位错环密度、较大的缺陷尺寸。通过比较不同剂量率下的位错线对点缺陷的吸收数目,把剂量率在不同剂量范围内的特征归结于位错吸收与缺陷复合之间的竞争。结论在较低的剂量范围内,位错吸收具有重要影响,随着剂量率的增加,位错吸收的缺陷数目显著减少;而在较高的剂量范围内,基体中间隙-空位缺陷的复合随剂量率的增加而显著增加,以至于高剂量率辐照可能产生较低的辐照硬化。文中的工作对理解剂量率效应的机理提供了一定的科学依据,为离子束模拟中子辐照提供了一定的科学参考。 展开更多
关键词 辐照损伤 缺陷演化 FE-C合金 剂量率效应 计算模拟
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单晶硅智能切削退火至开裂过程中氢离子、晶体缺陷和应力演化的分子动力学研究
17
作者 李宗阳 王冰 +1 位作者 陈祥锐 古斌 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期172-184,共13页
利用分子动力学模拟了智能切削技术中的离子注入过程和退火至开裂过程,重点研究退火至开裂过程中注氢单晶硅微纳尺度下的开裂行为,以及氢原子数目、硅晶体缺陷大小和平均正应力等参数沿注入方向分布的演化规律.研究结果表明:硅晶体开裂... 利用分子动力学模拟了智能切削技术中的离子注入过程和退火至开裂过程,重点研究退火至开裂过程中注氢单晶硅微纳尺度下的开裂行为,以及氢原子数目、硅晶体缺陷大小和平均正应力等参数沿注入方向分布的演化规律.研究结果表明:硅晶体开裂经历空位点缺陷形核和生长,但无明显的空隙缺陷局部扩展、空位缺陷生长并引起显著的空隙缺陷局部扩展、空隙缺陷Ostwald生长等三个阶段.开裂位置与注入过程后氢原子分布的浓度峰重合.在三个阶段中,由于氢扩散和变形的影响,氢原子、晶体缺陷和应力的分布随退火至开裂过程进展呈现不同的演化特性.此外,化学成键分析表明氢与硅发生化学反应,形成不同形式的硅氢化合物,退火至开裂过程中硅氢化合物将发生转化.论文建立的系统定量分析智能切削中晶片开裂的数值方法,可进一步用于智能切削技术的改进和优化. 展开更多
关键词 智能切削 分子动力学 氢原子分布 硅晶体缺陷演化 应力分析
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纳米多晶铜单点金刚石切削亚表层损伤机理 被引量:3
18
作者 王全龙 张超锋 +1 位作者 武美萍 陈家轩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第23期2790-2797,2808,共9页
基于Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法构建了多晶铜分子动力学模型,研究了纳米切削中多晶铜材料去除、切削力变化及晶界与位错间的相互转化机制。研究结果表明:晶界的阻碍作用使得切屑流向发生了改变,并在已加工表面形成凹槽和毛刺;切... 基于Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法构建了多晶铜分子动力学模型,研究了纳米切削中多晶铜材料去除、切削力变化及晶界与位错间的相互转化机制。研究结果表明:晶界的阻碍作用使得切屑流向发生了改变,并在已加工表面形成凹槽和毛刺;切削过程中晶界前方材料变形能的逐渐积聚及晶界的最终断裂,造成了切削力发生由最大峰值到最小谷值的大幅波动;晶界附近的材料去除经历了材料变形积聚、位错穿越晶界、晶界转变为位错及晶界最终断裂等过程。通过详细分析多晶铜纳米切削中位错与晶界间的演化过程,揭示了晶界与位错间的相互转化机制,丰富了多晶铜亚表层损伤机理的内涵。 展开更多
关键词 多晶铜 纳米切削 晶界 亚表层损伤 位错缺陷演化
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高熵合金辐照性能的计算机模拟进展 被引量:3
19
作者 徐彪 付上朝 +1 位作者 赵仕俊 贺新福 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期17031-17040,共10页
核电在现有能源体系中扮演着十分重要的角色,是当今世界急需的清洁能源中的重要组成部分。在核电系统中,核能结构材料是保证其可靠性和安全性最重要的因素之一。在未来的第四代裂变和聚变反应堆中,核心结构材料需处在高温、强化学腐蚀... 核电在现有能源体系中扮演着十分重要的角色,是当今世界急需的清洁能源中的重要组成部分。在核电系统中,核能结构材料是保证其可靠性和安全性最重要的因素之一。在未来的第四代裂变和聚变反应堆中,核心结构材料需处在高温、强化学腐蚀以及强中子辐照等恶劣环境中。这样极端恶劣的应用环境对新一代反应堆的结构材料提出了十分苛刻的要求。由核裂变或核聚变产生的高能中子会引起材料中显著的原子位移并产生点缺陷或缺陷团簇,从而使材料性能发生退化,因此深入研究材料在辐照条件下的损伤机制对开发新型抗辐照结构材料及先进反应堆的实施至关重要。近年来,一类新型的合金材料——高熵合金在抗辐照、耐腐蚀方面展现出一定的潜力,成为新一代反应堆结构材料的重要候选材料之一。在研究其辐照损伤机制时,由于物理实验常常受设备、成本等的限制,计算模拟成为理解其抗辐照机理的一种重要手段。当前,高熵合金的辐照性能模拟还存在诸多问题。其中,由于元素随机排布导致的无序状态是重要的限制因素之一,对计算模拟方法提出了很大的挑战。例如,由于元素的随机排列,各组成元素的化学势定义比较困难,导致高熵合金中缺陷能量的计算可能出现不同的结果。另外,由于组成元素较多,高熵合金体系的经验作用势较难获得,导致分子动力学模拟等手段难以开展;而不依赖原子间作用势的第一性原理计算模拟方法则受计算能力的限制,只能模拟较小的原子体系,对缺陷团簇性质和缺陷长时间的扩散研究基本无能为力。这些限制因素是高熵合金辐照性能模拟的难点。尽管如此,近年来,学者们在高熵合金的辐照性能模拟研究上也取得了较大的进步。例如,对化学无序状态的分析,很好地解释了高熵合金中抗辐照性能与其结构之间的关联;通过分析初始移位损伤及其移位阈能的变化,很好地揭示了其辐照条件下的缺陷产生机制;在分析缺陷的形成能和迁移能变化中,发现了缺陷的缓慢扩散特性以及缺陷的优先扩散效应;还对缺陷复合以及缺陷之间的相互作用进行了研究,展现了不同类型缺陷间的复合以及相互作用机制。本文主要综述了近几年关于高熵合金辐照性能的计算机模拟的相关研究。首先,对高熵合金的基本性质,及其辐照损伤研究和计算模拟方法进行了介绍,然后对辐照条件下高熵合金中缺陷产生的机制、缺陷能量特性、缺陷扩散现象、缺陷之间的复合以及不同缺陷之间的相互作用等五个方面进行了讨论。最后,对当前面临的挑战和未来可能的发展方向提出了一些看法。 展开更多
关键词 高熵合金 辐照模拟 分子动力学 第一性原理计算 缺陷演化
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MD and OKMC simulations of the displacement cascades in nickel 被引量:2
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作者 Wen-Jing Xiao Gui-Yan Wu +4 位作者 Mei-Heng Li Hui-Qiu Deng Wei Zhang Ping Huai Wang-Yu Hu 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE CAS CSCD 2016年第3期53-57,共5页
The molecular dynamics(MD) method was used to investigate the displacement cascades with primary knock-on atom(PKA) energies of 2-40 keV at 100 and600 K.The migration energy of defects and their clusters was calculate... The molecular dynamics(MD) method was used to investigate the displacement cascades with primary knock-on atom(PKA) energies of 2-40 keV at 100 and600 K.The migration energy of defects and their clusters was calculated by nudged elastic band(NEB) method.Object kinetic Monte Carlo(OKMC) was used to simulate the evolution of defects in Ni under annealing.In each annealing stage,the recombination mechanism was discussed and evolution of the defects under different cascade conditions was compared.It was found that the defects generated in high-temperature cascades are more stable than those in the low-temperature cascades.In addition,almost all the defects are annihilated during annealing process at low PKA energy.At PKA energy of 20-40 keV,however,a large number of defects would remain after annealing. 展开更多
关键词 kmc模拟 子位移 级联 MD 缺陷演化 分子动力学 退火过程 重组机制
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