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Fe-Cr合金界面氦掺杂的第一性原理研究

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First principles study on helium doping at the interface of Fe Cr alloy

摘要: 作为聚变反应堆候选材料,低活化铁素体钢(马氏体钢)的主要成分是Fe和Cr。在实际工况下,聚变反应产生的氦会进入材料中,产生微观缺陷,从而引起辐照损伤,影响材料的抗辐照能力(氦脆现象)及其它物理性能。本文通过第一性原理计算,模拟得出反应堆主体材料Fe-Cr合金的界面,在不同的替代位和间隙位掺杂He原子,对其结构优化后计算每种结构的形成能,得出He原子在Fe-Cr界面不同位置处的稳定性。与此同时,通过对体积的计算得出He在靠近界面的Fe八面体间隙位时会引起较大的晶格畸变,根据电子态密度分析,推断是He、Fe、Cr三种原子在特定位置相互杂化影响的结果,为下一步研究核级不锈钢微观缺陷及其物理化学性质提供理论依据。

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[V1] 2024-05-16 09:16:52 ChinaXiv:202405.00249V1 下载全文
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