氢在钨中扩散的分子动力学研究

1144766066 · 发表于 2022-5-10 19:22:04

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雅宝题库解析：
钨的氢致起泡是ITER项目亟待解决的题目，而氢在第一壁中扩散又是研究氢致起泡的基础。大量文献都致力于研究氢在钨中的扩散行为，但得到的结果差异较大。本文以分子动力学模拟（Molecular Dynamics Simulation）为主线，用均方根位移法（Mean Square Displacement）和NEB（Nudged Elastic Band）方法来研究氢在钨中扩散的题目。作者通过均方位移法拟合Arrhenius经典扩散公式D=D_0 exp⁡(-E_a/kT)中的指前因子和扩散能垒，得出在300K-2400K氢在本征钨中的扩散行为可以用如下Arrhenius方程近似表示，即D=5.01*10^(-8)*exp(-0.204eV/kT)m^2/s，其扩散能垒约为0.2eV。同时，作者用NEB方法，探究氢在本征钨中的最优扩散路径，以及氢在空位附近扩散的特性和扩散能垒，得出当空位中的氢原子数少于6个时，空位对钨晶格势能的影响范围不超过两个晶格常数的距离，即在两个晶格常数距离以外的地方，氢的扩散和本征钨中扩散行为相似，以上结论均与第一原理计算结果相符。

氢在钨中扩散的分子动力学研究

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