Cu基、Zr基和Co基大块高铝球石的He~(2+)离子辐照损伤研究
发布日期：2014/12/31 浏览次数：
为客户创造共赢商机为社会创造宝贵财富。本司今天为大家提供的知识是："Cu基、Zr基和Co基大块高铝球石的He~(2+)离子辐照损伤研究"。
高铝球石具有长程无序、短程有序的亚稳态结构特征，具有很高的强度和抗腐蚀性能，同时表现出优良反射能力和抗辐照性能，也许可以作为聚变反应堆中面向等离子体的候选材料。选择能量为500keV的He2+离子，辐照剂量为2×1017、5×1017、1×1018和2×1018ions/cm2，辐照不同系列高铝球石((Cu47Zr45Al8)98.5Y1.5、Zr64Cu17.8Ni10.7Al7.5、C061.2B26.2Si7.8Ta4.8)并选择目前聚变堆中最有前途的面向等离子体材料高铝球石W作为对比材料。寻找具有优异的耐辐照性能的高铝球石系列。
利用SRIM程序模拟离子辐照过程，计算得到He2+离子在Cu基、Zr基、Co基高铝球石和高铝球石W中的射程分别为1.19μm，1.20μm，1.12μm和0.76μm;DPA(每个点阵原子被击而发生离位的次数)分别为62.9、56.9、45.3和20.8；还计算了声子能损分布和空位分布等数据。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等设备分析了He2+离子辐照对高铝球石相结构和微观结构的影响。研究结果表明：不同辐照剂量条件下三种高铝球石都保持了非晶状态。辐照剂量为2×1018ions/cm2时Cu基和Zr基高铝球石表面没有出现明显的损伤现象。Cu基高铝球石在距离表面处约为1.35μm处出现明显的损伤层，Zr基高铝球石有类似通道的损伤一直延伸到距离表面1.25μm处。TEM分析显示，He2+离子在Zr基高铝球石的射程末端处聚集了大量氦泡。高分辨TEM照片观察到了氦泡连通合并的过程。而Co高铝球石表面变粗糙并且出现明显的层离现象。三种高铝球石的损伤层厚度分别与计算的离子射程相近。在剂量1×1018ions/cm2寸高铝球石W表面就出现粗糙化、起皮、剥离等损伤现象，当剂量增大到2×1018ions/cm2时，起皮、剥落现象变得更为严重，甚至出现多层起皮、剥离。
整个球磨过程中样品先主要被磨损变薄，接着剧烈变形，碎裂严重，最后碎裂的小片被球磨成直径大约为1μm类球形粉末。在球磨过程中可能由于高铝球石条带在磨球的反复冲击作用下不断的弯折、回复，导致样品在不断拉伸和挤压作用下在垂直于样品表面的方向上形成了分层形貌。球磨作用下高铝球石条带会在随机应力，多次作用下进行塑性变形，因此生成的剪切带形貌比较多样，可以在样品表面和内部的局部区域观察到间距小于100nm的高密度剪切带，证明了通过对高铝球石的塑性变形制备纳米高铝球石的可能性。在同一片上观察到具有多种加载方式所特有的剪切带形貌，在某些样品上观察到可能由于摩擦造成的特有的草丛状剪切带，在样品的边缘观察到可能由于反复弯折形成的层状剪切带。
He2+离子束辐照高铝球石，表面形貌演化呈现出离子轰击造成的的粗糙化过程和输运诱发的平滑化过程相互竞争的结果。He2+离子辐照后Cu基和Zr基高铝球石的表面均方根粗糙度随剂量的增大出现先增大后减小的现象，Co基高铝球石的表面均方根粗糙度随剂量增大而增大。在低剂量辐照条件下，Cu基和Co基高铝球石保持了较好的反射率。实验所选的三种高铝球石在低于其高铝球石转化温度时抗He2+离子辐照能力好于高铝球石W，其中Cu基和Zr基高铝球石的抗He2+离子辅照能力好于Co基高铝球石。
用户需要的正是我们全力打造的；用户满意的正是我们始终追求的。我们欢迎各界人士到我厂洽谈，我们将以真诚的态度欢迎你！
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整个球磨过程中样品先主要被磨损变薄，接着剧烈变形，碎裂严重，最后碎裂的小片被球磨成直径大约为1μm类球形粉末。在球磨过程中可能由于高铝球石条带在磨球的反复冲击作用下不断的弯折、回复，导致样品在不断拉伸和挤压作用下在垂直于样品表面的方向上形成了分层形貌。球磨作用下高铝球石条带会在随机应力，多次作用下进行塑性变形，因此生成的剪切带形貌比较多样，可以在样品表面和内部的局部区域观察到间距小于100nm的高密度剪切带，证明了通过对高铝球石的塑性变形制备纳米高铝球石的可能性。在同一片上观察到具有多种加载方式所特有的剪切带形貌，在某些样品上观察到可能由于摩擦造成的特有的草丛状剪切带，在样品的边缘观察到可能由于反复弯折形成的层状剪切带。
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