氧在钒中基本热力学行为的第一性原理研究

摘要：

钒(V)是核聚变反应堆结构材料的重要候选材料.实验表明杂质氧(O)会对V的结构和力学性能产生极大的影响.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了O在V中热力学稳定性、扩散特性以及与缺陷空位的相互作用.O在V中易于占据八面体间隙位,其溶解能为-4.942 eV.O在间隙位的最佳扩散路径为八面体间隙位→四面体间隙位→八面体间隙位,扩散激活能为1.728eV,在此基础上对不同温度下的扩散系数在文中给出了详细分析.O在V中与空位存在很强的吸引相互作用,1个O原子和2个O原子被空位捕获时的捕获能分别为-0.484 eV和-0.510 eV.当O原子的数量超过3,其捕获能变为正值0.382 eV,因此单空位最多能够结合2个O原子,这意味着“O1-vacancy”和“O2-vacancy”团簇在V中很容易形成.这些研究结果将对V基合金在核聚变反应堆中的最终应用具有一定的参考价值.

关键词：钒、杂质氧、扩散特性、缺陷空位、第一性原理

所属期刊栏目：43

分类号：TG111(金属学与热处理)

在线出版日期：2017-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：918-926