鋰對(duì)鐵素體拉伸力學(xué)行為影響的分子動(dòng)力學(xué)研究*

魏煒，余新剛

(中國(guó)科學(xué)院大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院， 北京 100049) (2020年3月18日收稿； 2020年4月20日收修改稿)

近年來(lái)，隨著世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，受控核聚變技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，磁約束聚變技術(shù)已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，但在科學(xué)和技術(shù)上仍然存在許多問題亟待解決，面對(duì)等離子體材料的選擇就是其中之一。目前主流的面向等離子體材料包括碳、鈹、鎢等[1]。然而，實(shí)驗(yàn)表明這些材料都在一定程度上存在難以克服的缺陷，包括物理化學(xué)濺射、力學(xué)性能退化、氚滯留等一系列問題[2-3]。相比固體材料，液態(tài)鋰第一壁現(xiàn)已在很多磁約束核聚變裝置上被證實(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，不僅可以解決大部分固體第一壁所面臨的問題，同時(shí)還可以顯著提高芯部等離子體的約束性能[4-5]。

然而，作為具有一定化學(xué)活性的堿金屬，液態(tài)鋰對(duì)大部分金屬材料都具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，其中包括各種不銹鋼材料，而不銹鋼是目前核聚變實(shí)驗(yàn)裝置中最常用的回路結(jié)構(gòu)材料。因此，液態(tài)鋰與鐵基合金的相容性研究就顯得尤為必要。實(shí)際上，早在20世紀(jì)80年代，人們就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到液態(tài)鋰可以作為聚變裝置中的氚增殖材料，因而提出使用液態(tài)鋰作為聚變堆包層中的冷卻流體，并在隨后開展了大量關(guān)于液態(tài)鋰與包層結(jié)構(gòu)材料的腐蝕實(shí)驗(yàn)研究[6-8]。結(jié)果表明液態(tài)鋰對(duì)鐵基合金的腐蝕是個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，其主要形式包括以下3種：1)鋰原子在合金中的滲透擴(kuò)散；2)合金組分元素在液態(tài)鋰中的溶解；3)液態(tài)鋰以及雜質(zhì)元素與合金組分元素之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成中間產(chǎn)物。具體腐蝕過程受多種因素的影響，包括合金微觀晶體結(jié)構(gòu)、組分元素，液態(tài)鋰中的雜質(zhì)元素，環(huán)境溫度，以及液態(tài)鋰流速等[6]。顯然，3種形式的腐蝕過程都會(huì)改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而引起材料宏觀力學(xué)性能的變化。Popovich等[9]對(duì)液態(tài)鋰腐蝕前后的純鐵進(jìn)行了單向拉伸試驗(yàn)，結(jié)果表明腐蝕后其拉伸強(qiáng)度和韌性都顯著降低，降低程度與溫度和應(yīng)變率有關(guān)，當(dāng)溫度為400 ℃，應(yīng)變率為0.002 7/s時(shí)，純鐵拉伸強(qiáng)度下降接近15%，斷裂應(yīng)變下降85%，表現(xiàn)出典型的脆化效應(yīng)。Chopra和Smith[10]開展了鐵素體鋼HT-9在液態(tài)鋰中的疲勞實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明腐蝕可弱化材料的晶界，進(jìn)而導(dǎo)致材料疲勞壽命的顯著降低。Mustari和Takahashi[11]使用由316L不銹鋼制成的波紋管在液態(tài)鋰中進(jìn)行低周疲勞實(shí)驗(yàn)，在斷裂后的試件內(nèi)同時(shí)觀察到晶界裂紋和穿晶裂紋，表明液態(tài)鋰的腐蝕不僅對(duì)晶界有削弱作用，同時(shí)對(duì)晶粒內(nèi)部也有破壞作用。但是，受客觀條件的限制，目前的實(shí)驗(yàn)研究?jī)H能給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，尚不能很好地揭示腐蝕和材料損傷演化的動(dòng)態(tài)過程和微觀機(jī)理。

分子動(dòng)力學(xué)(molecular dynamics,MD)方法是從原子尺度上對(duì)材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬的方法，對(duì)于揭示材料損傷演化的微觀機(jī)理具有顯著優(yōu)勢(shì)，目前已被廣泛應(yīng)用于多種材料相互作用的動(dòng)態(tài)模擬研究。例如Webb等[12]模擬鉛液滴在銅表面的動(dòng)態(tài)鋪展過程，解釋了不同晶格取向?qū)︿佌顾俣鹊挠绊懸?guī)律。Palafox-Hernandez等[13]通過計(jì)算應(yīng)力、勢(shì)能、擴(kuò)散系數(shù)、密度等參數(shù)，證實(shí)液態(tài)鉛在不同的銅晶面上具有不同的合金化行為。然而，針對(duì)液態(tài)鋰對(duì)鐵基合金的腐蝕問題，由于缺乏相應(yīng)的原子間相互作用勢(shì)函數(shù)，相關(guān)研究尚不多見。Gan等[14]開發(fā)了基于改進(jìn)分析型嵌入原子法(modified analytical embedded atom method,MAEAM)理論的鐵鋰勢(shì)函數(shù)，使得對(duì)液態(tài)鋰腐蝕鐵基合金的大規(guī)模分子動(dòng)力學(xué)模擬成為可能。

基于液態(tài)鋰腐蝕鐵基合金的工程問題，本文借助Gan等[14]發(fā)展的鐵鋰勢(shì)函數(shù)，對(duì)含鋰的單晶鐵在單向拉伸載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行大規(guī)模分子動(dòng)力學(xué)模擬，重點(diǎn)考察鋰原子的存在對(duì)鐵晶體彈塑性力學(xué)行為的影響規(guī)律。

1 模型和方法

藍(lán)色和黃色分別表示Fe原子和Li原子

所有的模型都首先在等溫等壓系綜下采用Nose-Hoover熱浴法馳豫50 ps，并確保系統(tǒng)能量已趨于穩(wěn)定。溫度取為室溫300 K，壓力為0，時(shí)間步長(zhǎng)1 fs。

拉伸載荷的施加通過在每個(gè)時(shí)間步內(nèi)對(duì)所有原子沿拉伸方向(z軸)的坐標(biāo)根據(jù)設(shè)定的應(yīng)變率進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)，并在加載過程中保持其他2個(gè)方向的壓力為0，受分子動(dòng)力學(xué)模擬尺度的限制，應(yīng)變率取為5×108/s。

系統(tǒng)的應(yīng)力利用Virial定理[16]進(jìn)行計(jì)算，其具體公式為

在前期工作中，我們完全采用Gan等[14]開發(fā)的鐵鋰勢(shì)函數(shù)進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，結(jié)果表明該勢(shì)函數(shù)并不能很好地描述α-Fe晶體中位錯(cuò)等缺陷的動(dòng)態(tài)演化過程。因此，為了獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果，改用由Mendelev等[15]開發(fā)的EAM勢(shì)函數(shù)來(lái)模擬Fe-Fe之間的相互作用，采用Nichol和Ackland[17]開發(fā)的EAM勢(shì)函數(shù)模擬Li-Li之間的相互作用，這2個(gè)勢(shì)函數(shù)已經(jīng)被證實(shí)可以很好地處理單晶α-Fe和單晶Li中的缺陷。Fe-Li之間的相互作用則由Gan等[14]的MAEAM勢(shì)來(lái)描述。

本文使用LAMMPS軟件[18]進(jìn)行MD模擬，使用OVITO軟件[19]進(jìn)行原子構(gòu)型可視化，采用公共近鄰分析方法(common neighbor analysis,CNA)[20]識(shí)別系統(tǒng)中的缺陷，同時(shí)配合位錯(cuò)提取算法(dislocation extraction algorithm，DXA)[21]進(jìn)行位錯(cuò)識(shí)別。

2 結(jié)果與討論

2.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖2展示了不同Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)下的典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可以看到在拉伸的初始階段，應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系。隨著應(yīng)變的進(jìn)一步增大，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)出明顯的非線性效應(yīng)。這種非線性效應(yīng)是由于在單晶體中不存在位錯(cuò)、晶界等缺陷，材料的本構(gòu)關(guān)系主要由原子間的相互作用決定，通常都具有非線性特性，類似的現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)[22]和模擬[23]中都有被觀察到。

圖2 不同Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

通過擬合線彈性階段(應(yīng)變范圍[0, 0.03])內(nèi)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可以得到不同Li原子濃度下的楊氏模量，結(jié)果列于表 1。從表中可以看出，我們計(jì)算的純?chǔ)?Fe的楊氏模量平均值為195.7 GPa，與文獻(xiàn)[24]中的MD模擬結(jié)果187 GPa非常接近，驗(yàn)證了我們模擬過程的可靠性。至于含Li原子的α-Fe晶體的楊氏模量，目前尚無(wú)可靠數(shù)據(jù)可用來(lái)比較。我們的計(jì)算結(jié)果顯示楊氏模量受Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的影響并不明顯，最大相差僅為4.1%。從圖2也可以看到，不同Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線在彈性階段內(nèi)幾乎重合。然而，屈服應(yīng)力受Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的影響相對(duì)比較明顯，具體分析在2.3節(jié)進(jìn)行。

表1 不同Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)下<110>晶向α-Fe的楊氏模量

2.2 塑性變形機(jī)理

圖3所示為純?chǔ)?Fe晶體屈服后的原子構(gòu)型，從圖中可以看出，晶體的屈服是由bcc與hcp之間的相變所控制。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到臨界值時(shí)，球形的hcp團(tuán)簇開始在晶體內(nèi)成核，如圖3(a)所示。隨著載荷的增加，hcp團(tuán)簇在晶體內(nèi)部迅速擴(kuò)展，當(dāng)hcp團(tuán)簇的尺寸增大到一定程度，邊界上的應(yīng)力不足以維持hcp結(jié)構(gòu)，隨即hcp團(tuán)簇發(fā)生破裂，局部的hcp結(jié)構(gòu)重新變回bcc結(jié)構(gòu)，同時(shí)伴隨著大量位錯(cuò)的產(chǎn)生。圖3(b)中顯示了晶體內(nèi)局部的由hcp原子轉(zhuǎn)變而來(lái)的二次bcc相。當(dāng)繼續(xù)增大載荷時(shí)，晶體的塑性變形主要由位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)支配，圖3(c)所示為應(yīng)變達(dá)到0.15時(shí)晶體內(nèi)部的復(fù)雜位錯(cuò)線分布。這種應(yīng)力驅(qū)動(dòng)的相變過程與DFT(第一性原理)的結(jié)果[25]保持一致。

(a)和(b)中的原子根據(jù)CNA著色，其中綠色、藍(lán)色、天藍(lán)色和紅色分別代表bcc、fcc、hcp和未知結(jié)構(gòu)原子；(c)中綠色、紫色和藍(lán)色線分別表示1/2<111>、<100>和<110>位錯(cuò)；為了清晰(a)中的bcc原子被隱藏

Li原子的引入對(duì)晶體的塑性變形行為具有顯著的影響。圖4所示為L(zhǎng)i原子數(shù)分?jǐn)?shù)為0.1%的模型在拉伸載荷作用下的變形過程。從圖4(a)中可以看出，置換Li原子使得所在Fe晶格發(fā)生了一定的變形，部分Fe原子在CNA分析中被識(shí)別為非bcc原子。圖4(b)和4(c)為塑性變形初期的原子構(gòu)形，可以看出，相變幾乎已經(jīng)被完全壓制，位錯(cuò)成為塑性變形的主導(dǎo)機(jī)制。

(a)和(b)中的黃色原子是放大的Li原子，其他所有原子的著色方案和圖3相同；為了顯示位錯(cuò)線(c)中原子被縮小，位錯(cuò)線著色方案和圖3相同

圖5(a)所示為不同Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)模型中的hcp原子數(shù)達(dá)到最大占比、位錯(cuò)首次出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變。Hcp原子數(shù)量達(dá)到最大占比的時(shí)刻，對(duì)應(yīng)于hcp團(tuán)簇破裂的瞬間。從圖中可以看出，隨著Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的增加，hcp團(tuán)簇破裂時(shí)的應(yīng)變逐漸減小，產(chǎn)生位錯(cuò)的應(yīng)變也逐漸減小。此外，對(duì)于不含Li原子的純?chǔ)?Fe晶體，位錯(cuò)的出現(xiàn)與hcp團(tuán)簇的破裂幾乎同時(shí)發(fā)生，而一旦引入Li原子，位錯(cuò)的出現(xiàn)則明顯先于hcp團(tuán)簇的破裂。這一現(xiàn)象說(shuō)明，Li原子的存在促進(jìn)了位錯(cuò)的形成，而位錯(cuò)的滑動(dòng)一方面釋放了晶體內(nèi)的應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力驅(qū)動(dòng)的bcc到hcp的相變無(wú)法持續(xù)發(fā)展；另一方面，位錯(cuò)與hcp團(tuán)簇的相互作用，導(dǎo)致團(tuán)簇的提前破裂。因此，隨著Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的增加，位錯(cuò)變得越來(lái)越容易產(chǎn)生，hcp團(tuán)簇的體積也越來(lái)越小，如圖5(b)所示。

圖5 不同Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)下hcp相原子數(shù)達(dá)到最大占比、位錯(cuò)首次出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變，以及hcp相原子數(shù)最大占比

因此，可以得出結(jié)論，置換Li原子顯著抑制bcc到hcp的相變，隨著Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的增加，α-Fe晶體的塑性變形逐漸由位錯(cuò)支配。

2.3 屈服應(yīng)力

2.3.1 Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的影響

本文中的屈服應(yīng)力取為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上彈性階段應(yīng)力的峰值，對(duì)應(yīng)著相變或位錯(cuò)產(chǎn)生時(shí)的應(yīng)力。圖6所示為屈服應(yīng)力隨Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的變化曲線。隨著Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)增加，屈服應(yīng)力呈單調(diào)減小趨勢(shì)，即使只存在0.05%濃度的Li原子時(shí)，屈服應(yīng)力仍然出現(xiàn)了大幅度的減小，當(dāng)濃度達(dá)到0.3%時(shí)減小幅度已經(jīng)達(dá)到26.3%。這一結(jié)果與Popovich[9]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，即Li原子的存在可以顯著降低α-Fe的強(qiáng)度。

圖中誤差條為標(biāo)準(zhǔn)差，后文相同

Li原子導(dǎo)致屈服應(yīng)力減小的原因可以從兩個(gè)方面來(lái)解釋。一方面，Li原子的引入增加了缺陷潛在成核位點(diǎn)的數(shù)量，而這被認(rèn)為是影響屈服應(yīng)力的一個(gè)重要因素[26-27]。另一方面，雖然Li的密度比α-Fe小得多，但是實(shí)際上Li原子的半徑比Fe原子半徑更大，這種原子尺寸上的不匹配，導(dǎo)致在Li原子周圍產(chǎn)生局部應(yīng)變場(chǎng)，勢(shì)能增加，F(xiàn)e-Fe之間的鍵能強(qiáng)度降低，導(dǎo)致位錯(cuò)更容易發(fā)生，在宏觀上表現(xiàn)為屈服應(yīng)力變小。這種原子尺寸不匹配可以用尺寸因子來(lái)衡量，按Hepburn等[28]的定義，溶質(zhì)原子X的尺寸因子為ΩSF=ΔV/Vave，其中ΔV表示用一個(gè)溶質(zhì)原子X置換一個(gè)溶劑原子所引起的體積變化，Vave表示每個(gè)溶劑原子的平均體積。查閱文獻(xiàn)可知Li原子在α-Fe中的尺寸因子ΩSF為7.5%[29]，意味著置換Li原子在α-Fe晶格中實(shí)際上起著膨脹作用，這無(wú)疑會(huì)使Li原子周圍的原子的內(nèi)應(yīng)變能增加，導(dǎo)致只需更少的機(jī)械變形就可使它們?cè)跓嵴駝?dòng)中離開平衡位置，進(jìn)而引起屈服。

2.3.2 Li原子分布的影響

本文中Li原子在α-Fe晶體中隨機(jī)分布，通過仔細(xì)觀察原子構(gòu)形可發(fā)現(xiàn)，即使在低Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的晶體中也存在彼此非?？拷腖i原子。為了考察Li原子的分布規(guī)律對(duì)屈服應(yīng)力的影響，我們?cè)谝隠i原子時(shí)，限制任意2個(gè)Li原子的間距不小于3a，這個(gè)距離超過了Li原子相互作用的截?cái)喟霃?。為敘述?jiǎn)便，這里將Li原子分布被約束的系統(tǒng)稱為約束隨機(jī)分布，而無(wú)約束的系統(tǒng)稱為完全隨機(jī)分布。

兩種分布的屈服應(yīng)力隨Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)的變化如圖7所示?？梢郧宄乜吹?，當(dāng)Li原子的分布被約束時(shí)，其屈服應(yīng)力相對(duì)未被約束時(shí)大幅增加，這表明鄰近Li原子比單個(gè)Li原子會(huì)造成更大的屈服應(yīng)力降低。這其實(shí)并不難理解，因?yàn)閺闹庇^上說(shuō)鄰近Li原子會(huì)引起更嚴(yán)重的局部晶格畸變，而晶格的變形必然引起Fe原子之間鍵能的變化，從而導(dǎo)致位錯(cuò)更容易產(chǎn)生。此外，約束隨機(jī)分布屈服應(yīng)力的Li濃度敏感性也顯著降低，具體表現(xiàn)為隨著Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)增加屈服應(yīng)力減小的速率明顯小于完全隨機(jī)分布。對(duì)于完全隨機(jī)分布，在較低Li濃度下鄰近Li原子出現(xiàn)的概率較低，所以數(shù)量較少。但隨著Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)增加，鄰近Li原子越來(lái)越有可能形成，數(shù)量也隨之增加。因此，在完全隨機(jī)分布中Li濃度在很大程度上決定了鄰近Li原子的數(shù)量，最終顯著影響屈服應(yīng)力。相反，由于完全不存在彼此非?？拷腖i原子，約束隨機(jī)分布的屈服應(yīng)力在任何Li濃度下都完全受單個(gè)Li原子控制，因此Li濃度的影響相對(duì)較小。

圖7 不同Li原子分布下的屈服應(yīng)力

2.3.3 溫度的影響

已有的研究結(jié)果顯示，許多fcc和bcc金屬晶體的屈服應(yīng)力都表現(xiàn)出顯著的溫度依賴性，一般趨勢(shì)為屈服應(yīng)力隨著溫度的升高而減小，但是減小的規(guī)律與材料性質(zhì)有關(guān)，最常見的兩種規(guī)律分別是σy～T1/2和σy～T，其中σy和T分別為屈服應(yīng)力和溫度[30-31]。為了研究溫度對(duì)Fe-Li固溶體屈服應(yīng)力的影響，我們?cè)? ～ 900 K溫度范圍內(nèi)分別對(duì)純?chǔ)?Fe和Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)為0.05%的晶體進(jìn)行了拉伸模擬。圖8(a)展示了兩種晶體在不同溫度下典型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可以看到隨著溫度的升高，兩種晶體的彈性模量逐漸降低，這一點(diǎn)與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[32]。此外，從圖中還可以看出，隨著溫度升高，屈服點(diǎn)明顯前移，晶體屈服發(fā)生得越來(lái)越早。不同溫度下的屈服應(yīng)力變化如圖8(b)所示，在1 K時(shí)純?chǔ)?Fe的屈服應(yīng)力平均值為32.2 GPa，與DFT計(jì)算得到的結(jié)果32.3 GPa[33]保持一致。隨著溫度的升高，兩種晶體的屈服應(yīng)力都呈單調(diào)減小的趨勢(shì)，這可以用簡(jiǎn)單的熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)解釋：溫度越高，原子動(dòng)能越大，熱振動(dòng)幅度越大，這意味著在相同載荷作用下原子更容易離開其平衡位置，產(chǎn)生塑性變形。

然而，兩種晶體屈服應(yīng)力的減小規(guī)律卻表現(xiàn)出了不同之處。如圖8(b)所示，純?chǔ)?Fe的屈服應(yīng)力擬合曲線為σy=32.9-0.66T1/2，符合前文提到的σy～T1/2規(guī)律，這個(gè)結(jié)果也與文獻(xiàn)[34]結(jié)果一致。但是，在含Li晶體中，屈服應(yīng)力隨溫度變化卻符合σy～T規(guī)律，擬合結(jié)果為σy=22.4-0.01T。實(shí)際上，材料的屈服同時(shí)由原子動(dòng)能和鍵能決定。當(dāng)溫度較低時(shí)，原子動(dòng)能較低，屈服應(yīng)力主要受原子間的鍵能影響，Li原子的存在明顯降低了Fe原子之間鍵的強(qiáng)度，因此屈服應(yīng)力下降明顯。隨著溫度的升高，原子的動(dòng)能逐漸增加，對(duì)屈服應(yīng)力的影響也越來(lái)越顯著，相對(duì)而言，Li原子引起的Fe原子鍵能變化所帶來(lái)的影響越來(lái)越小。綜合起來(lái)，使得α-Fe晶體的屈服應(yīng)力與溫度的關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性關(guān)系。此外，從圖8(b)中還可以看出，隨著溫度的升高，兩種晶體的屈服應(yīng)力逐漸趨于一致，證實(shí)Li原子的影響越來(lái)越小。

圖8 不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和屈服應(yīng)力

3 結(jié)論

本文使用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)單晶α-Fe的拉伸力學(xué)行為進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析置換Li原子對(duì)其彈塑性力學(xué)行為的影響，主要結(jié)論如下：

1)塑性變形機(jī)理受Li原子的影響顯著，在純?chǔ)?Fe中塑性變形首先由bcc到hcp的相變引起，隨后由位錯(cuò)控制，Li原子的存在可以顯著地抑制相變的發(fā)生，塑性變形主要通過位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；

2)屈服應(yīng)力隨Li原子數(shù)分?jǐn)?shù)增大而單調(diào)減小，并且還會(huì)受到Li原子分布的顯著影響，鄰近Li原子相比單個(gè)Li原子對(duì)屈服應(yīng)力影響更大；

3)純?chǔ)?Fe和含Li原子的α-Fe晶體的屈服應(yīng)力都隨溫度升高而減小，但是Li原子的存在改變了屈服應(yīng)力與溫度的具體關(guān)系。

在實(shí)際的金屬材料中，具有單晶結(jié)構(gòu)的比較少，通常都含有大量的晶界、位錯(cuò)等缺陷，這些缺陷對(duì)于材料的性能具有至關(guān)重要的作用。在未來(lái)的工作中，我們將逐步分析金屬材料中的典型缺陷與Li原子的相互作用，以便對(duì)液態(tài)Li腐蝕造成的α-Fe力學(xué)性能退化有更加全面的了解。