Numerical investigation of dislocation climb under stress and irradiation

Autor: D. Da Fonseca, F. Onimus, F. Mompiou, M.-C. Marinica, E. de Sonis, E. Clouet, T. Jourdan
Přispěvatelé: Service de recherches de métallurgie physique (SRMP), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire d'Analyse Microstructurale des Matériaux (LA2M), Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Acta Materialia
Acta Materialia, 2022, 242, pp.118431. ⟨10.1016/j.actamat.2022.118431⟩
ISSN: 1359-6454
Popis: International audience; We investigate the influence of elastic properties of point defects on dislocation climb under stress and irradiation. For this purpose, elastic dipole tensors and diaelastic polarizabilities are evaluated in aluminum for vacancies and self-interstitial atoms in their stable and saddle configurations, using density functional theory calculations. These parameters are introduced in an object kinetic Monte-Carlo code and a continuous diffusion model to estimate the stress dependence of dislocation climb, using a dipole of straight dislocations. We show that both parameters have an influence on absorption of point defects under stress, in agreement with previous analytical models. However, the effect of dipole tensor is found only 5 times larger than polarizability, whereas models predict a factor up to 30. In addition, including polarizability reverses the stress angular dependence when a uniaxial stress is applied orthogonal to the dislocation line, so in general polarizability cannot be ignored for simulations under applied stress. Further comparison with analytical models shows that they give a good description of angular dependence, provided saddle point configuration of point defects is not too anisotropic. For vacancies, which are strongly anisotropic in their saddle configuration, models fail to reproduce quantitatively lattice effects on stress angular dependence observed in simulations. Calculations show that dislocation climb velocity under irradiation is expected to be the highest if the stress is approximately orthogonal to the dislocation line, especially along the Burgers vector, and the lowest if the stress is applied close to the direction with the largest projection on the dislocation line.
Databáze: OpenAIRE
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