金属中氢致空位形成机制研究

项目名称： 金属中氢致空位形成机制研究

项目编号： No.51371019

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 吕广宏

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 空位是金属中常见缺陷之一，与金属材料结构和性能密切相关。金属中空位平衡浓度极低，但一些外界因素如高能粒子辐照可导致空位产生。有趣的是实验中观测到金属钨在极低能量氢辐照下产生了起泡现象，由于氢泡成核与空位紧密相关，可推断低能辐照下因滞留而存在于钨体内的氢亦可导致空位产生。该情况下空位产生机制作为一个重要问题尚无研究，亟需解决。本项目以聚变用体心立方钨基面对等离子体材料为主要研究对象，系统研究金属中氢致空位形成机制。初期研究表明空位形成与钨中一种自间隙原子团紧密相关。利用自行开发的钨氢原子间作用势，采用分子动力学方法模拟在氢存在的情况下钨中空位形成的条件和过程，考察表面、晶界和杂质如氦等对空位形成的影响；结合第一原理方法与可能的透射电镜实验，深入研究自间隙原子团与空位形成的联系和规律。并由此进一步研究其它金属如体心立方金属铁和面心立方金属镍中氢致空位形成，以期获得金属中氢致空位形成的一般规律。

中文关键词： 钨；氢；空位；形成机制；分子动力学

英文摘要： Vacancy is one of the most common defects in metals and has great influence on both structure and properties of material. The equilibrium concentration of vacancies in metal is extremely low, but vacancies can be produced, by such as irradiation of high e

英文关键词： tungsten；hydrogen；vacancy；formation mechanism；molecular dynamics