Моделирование диффузии водорода на границе раздела в многослойных материалах методом молекулярной динамики

Abstract

Объектом исследования является молекулярно-динамическая модель системы "Цирконий-медь-водорода" Цель работы – Моделирование диффузии водорода в области границы раздела меди и циркония методом молекулярной динамикой. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1.Построить структуру, содержащую границу раздела цирконий – медь 2.Провести расчеты для определения коэффициента диффузии водорода в меди и цирконии 3.Провести расчеты траектории движения атома водорода вблизи границы раздела. В результате исследования установлено, что энергии растворения, полученные методом молекулярной динамики, существенно различаются для меди и циркония, в следствии чего водород активно переходит из меди в цирконий и практически не переходит обратно.

The object of the study is a molecular dynamics model of the zirconium-copper-hydrogen system. The aim of the work is to simulate hydrogen diffusion in the area of copper-zirconium interface by molecular dynamics method. To achieve the goal, the following tasks were set: 1.Construct a structure containing a zirconium-copper interface 2.Carry out calculations to determine the diffusion coefficient of hydrogen in copper and zirconia 3.Carry out calculations of hydrogen atom trajectory near interfaces. As a result of the study it was found that the dissolution energies, obtained by the molecular dynamics method significantly differ for copper and zirconium, in consequence of which hydrogen actively passes from copper to zirconium and almost does not pass back.