[发明专利]模拟纳米晶金属累积离位损伤的方法

摘要

本发明公开了一种模拟纳米晶金属累积离位损伤的方法，步骤包括基本原子过程MD参数化；基本原子过程OKMC速率列表创建；OKMC调用相应速率，选择、执行事件；表征OKMC粗粒化结构；采样不同剂量下的微结构，并用MD弛豫之；将观察到的原子过程速率化；更新基本原子过程，重新运行OKMC模块。本发明优点在于通过结合原子尺度MD模拟方法和粗粒化OKMC方法，既考虑了基本原子过程，又能实现大尺度模拟，可与实验剂量率相比拟，同时考虑了基本过程累积作用下可能出现的新原子过程；同现有的模拟方法相比，避免了因MD时间尺度有限带来的辐照剂量率异常高的问题，又避免了OKMC在结构弛豫上的不足，兼顾了MD在结构弛豫和OKMC在长时间尺度模拟上的综合优势。

主权项

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；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。