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　　铁中空位型缺陷的浓度因塑性变形和氢的存在而增加。这导致单空位的积累，无论是平面空位簇（VC）还是小空位的形式。当空位聚集成二维 (2D) VC 时，棱柱位错环 (PDL) 可以从 VC 中形核，并由于两个内表面之间的吸引力而塌陷。2D-VC 和 PDL 之间的转变相对更直接，只需要短距离的位移，无需原子扩散即可达到稳定。然而，最稳定的 VC 构型是三维 (3D)（球形团簇），其形成能比 2D-VC 更低。尽管它们很稳定，但从 3D-VC 到 PDL 的转变很复杂，涉及多个原子的扩散。使用反应速率理论和分子动力学(MD)模拟相结合的方法，建立了从3D-VC到纳米尺寸1/2 111 PDL转变的定量能垒。在室温下，即使在相当大的压缩应变下，由 15 个空位组成的球形簇中 PDL 的成核也是罕见的，因为激活能为 1.33 eV。相比之下，具有 37 个空位的 2D-VC 可以成核为能垒为 0.61 eV 的 PDL。

　　Nucleation of Nano-sized Prismatic Dislocation Loop from Spherical Vacancy Clusters in α-iron: An Atomic-scale Study