自离子注入钨中的纳米尺度晶格应变
材料科学
2020-06-05 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
全面理解中子辐照对材料性能的改化,对未来裂变与聚变动力反应堆的设计十分重要。自离子注入常被用于模拟中子辐照损伤,然而一个有趣的问题关乎离子能量对所致损伤结构的影响。随着注入能量降低,注入层厚度减小,这带来了显著困境:是试图匹配中子辐照中产生的初级撞出原子能量,还是以高得多的能量注入以产生更厚的损伤层?此处我们通过测量自离子注入钨(聚变堆第一壁与偏滤器的关键材料)在 2 MeV 和 20 MeV 两种离子注入能量下的完整应变张量来解答该问题。2 MeV 与 20 MeV 注入样品的比较显示产生相似的晶格肿胀。多反射 Bragg 相干衍射成像(MBCDI)表明,注入诱导应变在纳米尺度上实际是异质的,意味着存在非均匀缺陷分布,这一观测未被微束 Laue 衍射完全捕获。在表面处,MBCDI 与高分辨电子背散射衍射(HR-EBSD)应变测量在应变分布的这种簇聚/非均匀性上相当吻合。然而,MBCDI 揭示样品更深处异质性远大于表面。该技术组合为详细研究离子轰击引起的微结构损伤,更一般地研究其他技术无法触及的微体积中应变相关现象,提供了有力方法。
引用
@article{arxiv.2006.02657,
title = {Nanoscale lattice strains in self-ion implanted tungsten},
author = {N. W. Phillips and H. Yu and S. Das and D. Yang and K. Mizohata and W. Liu and R. Xu and R. J. Harder and F. Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02657},
year = {2020}
}
备注
Please refer to the supplementary information and movies SM1-3 for data visualisation