|
高温での面心立方金属に原子空孔集合体を数個から数十個を導入した時の移動、合体過程を調べた。まず、コンピュータ上で4000個のニッケル原子からなる完全結晶(結晶サイズ10a_0×10a_0×10a_0:a_0は格子定数)を1300Kの熱平衡状態にした。その結晶中に10個の三角形のループ構造をした原子空孔集合体を4個導入した。それぞれの原子空孔集合体はランダムに選んだ位置に配置した。その後、1300Kに保った状態でMD法によるコンピュータシミュレーションを行ない各時間ステップでの原子空孔集合体の構造変化の過程を求めていった。その時間ごとの構造はグラフィック処理により解析した。さらに、1500K、1700K、1800Kでのシミュレーションも同様に実行した。それらは各クラスターの合体の順番は異なっているがクラスターとして合体する。今回は特に1300Kでの結果から合体に寄与した原子の動きが1個1個追跡できる時間間隔にまで細かく結果を解析し、どのような過程で合体していくか調べ、以下のことがわかった。3個の原子空孔で三角形構造をしている面上へ1個の原子が落ち込み部分的な3v-sft構造になりその後、その四面体構造の別の頂点に落ち込んだ原子が移動することで原子が移動していた。また、直線上を連鎖的に原子が移動し、変位が離れた場所まで及ぶことがあった。照射実験により何個のフレンケル欠陥が形成されるか、その割合に応じた欠陥を導入して行なう必要があるためPKA形成の断面積を求めた。銅については、32000個の原子からなる完全結晶にボイド型の19個の原子空孔からなるクラスターを35個程度導入し、1000KでのMDシミュレーションでは比較的近距離のクラスター同士における合体が短時間で観察できた。
|
