[发明专利]模拟纳米晶金属累积离位损伤的方法

权利要求书

1.模拟纳米晶金属累积离位损伤的方法，其特征在于：步骤包括

S1：基本原子过程MD参数化

采用MD计算或者收集点缺陷及其团簇扩散、聚合、复合、溶解、发射过程的能量学、动力学和作用范围参数，并根据缺陷形成能性质确定点缺陷在晶界内部的占据位置；

S2：基本原子过程OKMC速率列表创建

根据物理图像，把MD计算的参数加以简化，计算一定温度下基本过程速率和缺陷产生速率，构建速率列表；

S3：OKMC调用相应速率，选择、执行事件

根据不同事件、过程的速率，采用轮盘赌方法选择事件，且某个事件被选中的几率与该事件速率成正比，再执行事件，所述执行事件包括：

扩散过程事件：处于块体区域的缺陷对象三维随机行走，处于晶界附近的缺陷一维扩散，而处于晶界内部的缺陷在晶界面上二维随机扩散，且每次扩散，缺陷沿着一个坐标轴方向运动晶格常数一半的距离；

聚合过程事件：处于块体中的空位团簇V_n1和V_n2聚合，只考虑一个小团簇被另一个团簇捕获的情况，即限制n15或n25，自间隙团簇之间的聚合不设尺寸限制，对于弛豫晶界内部的缺陷聚合反应，只考虑点缺陷被另一个缺陷捕获的情形；聚合反应执行时，反应后的对象坐标与尺寸较大的一个一致，尺寸变为n1+n2；

复合过程事件：执行复合事件时，保留尺寸较大的一个，剩余对象尺寸为|n1-n2|；

溶解过程事件：每次只有一个V/SIA从V_n/SIA_n中溶解出来，溶解后，将溶解出来的一个V/SIA放置在捕获半径外的球面上；

发射过程事件：每次只有一个V/SIA从晶界发射出来，发射后的V/SIA放在晶界对V/SIA捕获区域的之外的格点处；

缺陷产生事件：在体系中随机产生一对空位和自间隙原子，产生三个[0，1]之间均匀分布的随机数r1、r2、r3，则缺陷坐标为[L×r1，L×r2，L×r3]，其中L为晶粒尺寸；

S4：表征OKMC粗粒化结构

对于OKMC模拟得到的不同辐照剂量dose下的微结构进行分析，得到块体区域、晶界附近和晶界内部不同类型缺陷浓度C，建立C-dose关系；分析距晶界不同位置处缺陷类型与浓度，建立缺陷浓度与缺陷-晶界距离d关系：C(dose)-d；

S5：采样不同剂量下的微结构，并用MD弛豫之

将S4中得到的随辐照剂量变化的微结构离散化采样，建立合适尺寸的原子模型，并再现一定剂量下的微结构，保证粗粒化模型和原子结构中相应缺陷浓度相同、缺陷分布一致，模型建好以后，先在0K下静态弛豫模型，然后在一定温度采用MD再次弛豫模型，观察弛豫过程中体系结构的变化；

S6：将观察到的原子过程速率化

计算S5中新出现的原子过程发生的速率，确定新过程发生的临界剂量；

S7：更新基本原子过程，重新运行OKMC模块

将随辐照剂量发生的新原子过程补充进基本原子过程集合，更新事件速率列表，重新运行OKMC模块。

2.根据权利要求1所述的模拟纳米晶金属累积离位损伤的方法，其特征在于：步骤S2中，所述简化包括将晶界附近缺陷扩散能垒设置为块体中相应值的一半；将间隙发射诱导的复合分为一定区域内的自发复合和低能垒复合两部分，自发复合区域外缺陷复合能垒正比于缺陷与复合区域的距离，收敛于块体中孤立缺陷扩散能垒；设置不动缺陷团簇尺寸上限；同时简化缺陷之间、缺陷与晶界之间作用半径。