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【周惠久论坛】邀请讲座人:刘长松教授

2017-09-15 10:58:14

邀请讲座人:刘长松

简介:刘长松,研究员、博士生导师,现任中国科学院固体物理研究所副所长、中国科学院材料物理重点实验室主任。1988年毕业于安徽师范大学物理系,2000年中科院固体物理研究所获理学博士学位,2001-2003年加州州立大学北岭分校物理系博士后,2003年入选中国科学院“百人计划”。主要研究方向有核材料辐照效应、面向等离子体材料的设计、液态金属和软物质动力学。相关工作在Nucl. Fusion, Acta Mater., J. Nucl. Mater., Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B, Phys. Rev. E, Soft Matter等刊物上发表SCI论文180余篇。

【报告题目纳米晶钨/铁辐照损伤修复机理跨尺度模拟研究

时间:  10:10-12:00 am, Sep.18th,2017

地点:  新材料大楼材料学院第一会议室

摘要:核材料在服役过程中遭受高能粒子(如中子、离子)辐照时,会生成空位-自间隙原子缺陷对,即“辐照损伤”。这些缺陷经过长时间的扩散、聚集和复合等形成缺陷团簇、空洞等,使材料的力学、热学等性能退化,如肿胀、脆化等。近年来人们在实践中发现纳米晶金属材料具有优异的抗辐照损伤性能。

认识纳米晶材料中辐照缺陷的产生、演化与修复过程及机理需要跨时间、空间尺度的理论模拟研究。为此,我们自主开发了一套纳米晶材料辐照损伤跨尺度模拟软件,可模拟核能结构材料中辐照缺陷在纳秒、秒、小时时间尺度和纳米、微米空间尺度上的演化行为。

   采用上述软件系统考察了钨、铁纳米晶中辐照点缺陷与晶界跨尺度基本相互作用。发现纳米晶材料抗辐照性能与几个基本的耦合过程密切有关:自间隙原子偏聚至晶界处,以沿晶扩散、巡游的方式复合晶界附近的空位;自间隙原子偏聚至晶界后,沿晶快速运动,聚集成双间隙,其活性与晶界附近空位活性相当时,和空位向晶界偏聚过程的耦合进而复合;自间隙原子团簇缺陷在靠近局域紧凑的晶界结构时被反射进晶粒内部,与晶粒内部空位进行复合。这些结果表明,通过诸如反射自间隙,自间隙发射、沿晶运动、团簇化与空位偏聚的耦合等原子过程,晶界能有效捕获或者复合纳米晶钨、铁中的辐照缺陷,增强其抗辐照损伤性能。进一步提出用势阱深度除以势阱半宽表征间隙原子从晶界缺陷阱处发射的难易程度,即激发自间隙运动单位长度时须克服的能量,采用三角势阱势近似而非方势阱近似,得到缺陷阱处的间隙原子与空位复合图像,可适用所考察的钨、铁、铜金属的表面以及晶界。

握手学术前沿,探究异域风情,材料学人在此齐聚,怎能没有你?

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