氦气对钨传热性能影响的分子动力学研究

作者：

石永兴，张宝玲，闫鹏辉

摘要

采用分子动力学方法研究了氦辐射对钨传热性能的影响。在原子尺度上分析了单晶钨和多晶钨的热导率随氦含量的变化及其微观机理。结果表明，随着氦原子数从0增加到500，钨中的缺陷对先增加后减少。当单晶钨中氦原子的数量为230时，缺陷对达到123的峰值。在多晶钨中，缺陷对在480个氦原子处达到124的峰值。钨的晶格结构从bcc转变为bcc、fcc和hcp共存。钨的热导率随着氦含量的增加而波动很大，总体上呈非线性下降趋势。当氦气含量为0.75%时，单晶钨和多晶钨的热导率分别降低了1.44%和1.3%。点缺陷的产生和聚集以及氦辐射引起的晶体结构的变化是导致钨热导率下降的原因。

关键词： 氦辐照， 多晶钨， 分子动力学模拟， 传热性能