大连理工大学工程力学系核辐照条件下材料缺陷演化机制研究成果在物理学顶级期刊上发表

近日，大连理工大学工程力学系郭旭教授团队在关于核辐照条件下材料缺陷长时演化行为理论研究中取得重要进展。相关成果已在物理学顶级学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letter, PRL)发表。

晶体在辐照条件下内部会产生大量点缺陷，点缺陷的运动及它们之间的相互作用会进一步引起材料宏观几何构型与力学性能的显著变化。近期研究表明：晶体内部的晶界、相界等可有效吸收点缺陷，通过增加材料内界面可以有效增强晶体材料抗辐射能力。因此迫切需要发展能够有效刻画点缺陷与晶界相互作用机制及长时间演化规律的跨尺度模型，以期为抗辐照损伤材料微结构的优化设计提供基础理论支撑。

大连理工大学郭旭教授团队针对这一挑战性问题开展了深入研究。他们从细观物理机制出发，基于多尺度渐进分析构建了一个可在宏观尺度下有效刻画点缺陷与各类界面反应的理论模型。在此基础上通过求解含跳跃项的Robin型边值问题，给出了材料内部界面密度与其抗辐照损伤能力之间的定量关系。此外，基于所发展的模型还可以有效刻画核辐照所诱导的小角度晶界的长时演化过程。这一工作为解决长期困扰该领域研究者的辐射环境下材料缺陷演化行为长时预测难题做出了实质性贡献。

该项研究工作是在大连理工大学工程力学系郭旭教授与朱一超副教授主导下，联合香港科技大学和英国牛津大学学者完成的。除此项工作外，该课题组还对纳米晶界上孔洞的抗辐照行为开展了深入的研究，相关成果2017年发表于固体力学的旗舰期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids。

论文第一作者朱一超2016年经特殊评审进入大连理工大学工作，主要从事面向先进材料设计的宏细观一体化建模与计算研究，2017年入选大连理工大学“星海青千”学者。论文第二作者罗静为大连理工大学力学系2017级硕士研究生(大连理工大学工程力学系钱令希力学创新班推免生)，国家奖学金获得者。(通讯员：姚璐)

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journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.222501

编辑：秦彦彬 审编：XKJ