离子辐照 FeCr 合金的表征:硬度、热扩散率与晶格应变
材料科学
2021-07-20 v2
摘要
离子辐照 FeCr 合金有助于理解和预测未来核反应堆结构钢中的中子损伤。以往研究主要聚焦于由透射电子显微镜(TEM)探测的辐照诱导缺陷结构,以及力学性能的变化。在这些研究中,对不同加工历史样品采用了广泛的辐照条件,这使得分析缺陷结构与材料性能之间的关系变得复杂。此外,诸如辐照诱导的热输运与晶格应变变化等关键性能鲜有探索。本文中,我们系统研究了 Fe3Cr、Fe5Cr 和 Fe10Cr 二元合金在室温下被 20 MeV Fe 离子注入至标称剂量 0.01 dpa 和 0.1 dpa 的情况。采用纳米压痕、瞬态光栅光谱(TGS)和 X 射线微束劳厄衍射来研究材料硬度、热扩散率和应变随损伤及 Cr 含量的变化。我们的结果表明,Cr 导致辐照诱导缺陷的保留增加,引起硬度和晶格应变的显著变化。然而,热扩散率随损伤增加变化很小,反而随材料中 Cr 含量增加显著退化。我们发现在标称位移损伤为 0.01 dpa 的样品中也存在显著晶格应变。由晶格应变测量预测的缺陷密度远高于以往 TEM 研究中所观察到的,表明 TEM 可能未能完全捕获辐照诱导的缺陷群体。
引用
@article{arxiv.2006.11073,
title = {Characterising Ion-Irradiated FeCr: Hardness, Thermal Diffusivity and Lattice Strain},
author = {Kay Song and Suchandrima Das and Abdallah Reza and Nicholas W. Phillips and Ruqing Xu and Hongbing Yu and Kenichiro Mizohata and David E. J. Armstrong and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11073},
year = {2021}
}