Физика

Первичное радиационное повреждение бинарного сплава Zr-NB: моделирование методом молекулярной динамики

П. Е. Капустин, В. В. Светухин, М. Ю. Тихончев

Научно-исследовательский технологический институт имени С. П. Капицы, Ульяновский государственный университет, Ульяновск

Аннотация: Актуальность и цели. В работе рассматривается распределение атомов ниобия по междоузельным конфигурациям после прохождения каскада атомных смещений с энергией первично выбитого атома (ПВА) 10 кэВ в бинарном сплаве $Zr - 1 \% Nb$ и $Zr - 2 \% Nb$ при температурах модельного кристаллита 0, 300 и 600 К. Рассмотрены 8 конфигураций междоузельного атома в ГПУ-цирконии, в которые был внедрен атом ниобия. Материалы и методы. В работе рассматриваются два бинарных сплава $Zr - 1 \%$ Nb и $Zr - 2 \% Nb$ с ГПУ-решеткой. Компьютерное моделирование осуществлялось с помощью метода молекулярной динамики с применением многотельного потенциала межатомного взаимодействия. Результаты. Получены численные значения энергии формирования внедренного атома ниобия при 0 К, а также энергии связи. Произведен анализ распределения атомов ниобия по одиночным междоузлиям, димерам и междоузельным кластерам, размер которых составлял не менее 3 дефектов. Выводы. Установлено наличие конфигураций СМА с высокой положительной энергией связи. Изменение температуры модельного кристаллита, атомарной доли ниобия, выбор потенциала межатомного взаимодействия оказывают влияние на распределение ниобия по междоузельным конфигурациям.

Ключевые слова: цирконий, цирконий-ниобий, метод молекулярной динамики, междоузлия, каскады атомных смещений.

УДК: 544.022.342, 544.022.344.2

DOI: 10.21685/2072-3040-2016-3-9