DOI: 10.15330/pcss.19.1.5-13

М.С. Кондря, О. Р. Гохман

Ізохронний відпал електронно-опроміненого вольфраму, моделювання за методом кластерної динаміки: 1D та 3D модель дифузії міжвузельного атому

Південноукраїнський національний педагогічний університет імені К.Д. Ушинського, вул. Старопортофранківська, 26, м. Одеса, 65020, Україна, marianna.kondrea@gmail.com, alexander.gokhman@gmail.com

Еволюція мікроструктури вольфраму під впливом електронного опромінення та пост-опроміненого відпалу була змодельована з використанням мультімасштабного підходу, який базується на використанні методу кластерної динаміки. Розглядається кінетика кластерів вакансії, міжвузельнихі атомів та атомів вуглецю. Проводиться моделювання формування дефектної структури вольфраму без вуглецю і вольфраму з вуглецем під дією пост-опроміненого ізохронного відпалу на його І і II стадіях. Вакансійні кластери з розміром до чотирьох вакансій, міжвузельні атоми та атоми вуглецю розглядаються як рухомі об’єкти. Вибір у дослідженні значень коефіцієнтів дифузії, енергії формування дефектів, енергії їх зв'язків грунтується на експериментальних даних або результатів розрахунків ab-initio. Деякі параметри додатково коректуються з метою досягнення кращої згоди даних моделювання та даних вимірювання електричного опіру при ізохронному відпалі. Розглядаються моделі з припущенням про різну вимірність дифузії міжвузельного атому. Показано перевагу моделі з припущенням про 1D дифузію міжвузельного атому.
Ключові слова: кластерна динаміка, електронне опромінення, ізохронний відпал, розмірність дифузії міжвузельного атому.

Reference

[1] C. C. Fu, J. Dalla Torre, F. Willaime, J.L. Bocquet and A. Barbu, Nature Materials (4), 68 (2005).
[2] T. Amino, K. Arakawa & H. Mori, , Scientific Reports | 6:26099 | DOI: 10.1038/srep26099 (2016).
[3] N. Castin, A. Bakaev, G. Bonny, A. E. Sand, L. Malerba, D. Terentyev, Journal of nuclear materials (1), 15 (2018).
[4] A. Gokhman, S. Pecko and V. Slugen, Radiation Effects and Defects in Solids: Incorporating Plasma Science and Plasma Technology (170), 745 (2015).
[5] J. Fikar and R. Schaublin. Nucl. Instr. Methods Phys. Res. B (267), 32.18 (2009).
[6] G. E. Dieter. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill Book Company, London, symmetric edition (1988).
[7] Y. G. Li, W. H. Zhou, R. H. Ning, L. F. Huang, Z. Zeng1, X. Ju, Commun. Comput. Phys. (11), 1547 (2012).
[8] A. Satta, F. Willaime, and Stefano de Gironcoli, Phys. Rev. (B 57), 11184 (1998).
[9] P. M. Derlet, D. Nguyen-Manh, and S. L. Dudarev, Phys. Rev.( B 76), 054107 (2007).
[10] Withop, Arthur, PhD Thesis, The diffusion of carbon into tungsten, The University of Arizona, (1966).
[11] L.N. Aleksandrov, Zavodskaya Laboratorly (25), 925 (I960).
[12] Becker, J. A., E. I. Becker, and Re. G. Brandes, J. Appl. Phys. (32), 411 (1961).
[13] C. P. Bushmer, P. H., Journal of Material Science (6), 981 (1971).
[14] Yue-Lin Liu, Hong-Bo Zhou, Shuo Jin, Ying Zhang and Guang-Hong Lu, J. Phys.: Condens. Matter (22), 445504 (2010).
[15] W.R. Tyson, W.A. Miller, Surface Science (62), 267 (1977).
[16] C.S. Becquart, C. Domain, U. Sarkar, and et al., J. Nucl. Mater., (403), 75 (2010).
[17] D. Nguyen-Manh, Advanced Materials Research (59), 253 (2009).
[18] Xiang-Shan Kong, Xuebang Wua, Yu-Wei You, C.S. Liu, Q.F. Fang, Jun-Ling Chen, G.-N. Luo, Acta Materialia (66), 172 (2014).
[19] LSODA is part of the ODEPACK provided by Alan C. Hindmarsh 1984 on the CASC server of the Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94551, USA.
[20] Gear,.: Numerical Initial Value Problems in Ordinary Differential Equations. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1971.
[21] H.H. Neely, D.W. Keeper and A. Sosin, Phys. stat. sol. (28), 675 (1968)