自离子注入钨中的热扩散率退化与点缺陷密度
材料科学
2020-02-05 v2
摘要
利用瞬态光栅光谱（TGS）我们测量了经受不同剂量 20 MeV 自离子辐照的钨的热扩散率。低至 3.2 x 10^-4 原子离位（dpa）的损伤即引起热扩散率的可测量下降。0.1 dpa 及以上直至 10 dpa 的剂量，在室温下相较原始值造成约 55% 的退化。利用动力学理论模型，基于测得的热扩散率随剂量的变化估算辐照诱导点缺陷的密度。这些预测与透射电子显微镜（TEM）中观测到的点缺陷及位错环密度进行比较。分子动力学（MD）预测与 TEM 观测相结合，用于估算与过小而无法被 TEM 探测的缺陷簇相关的点缺陷密度。当计入这些“不可见”缺陷时，总点缺陷密度与由 TGS 估算的结果在跨越 3 个数量级的剂量范围内吻合良好。动力学理论建模还用于估算由 TEM 可见与不可见缺陷预期导致的热扩散率退化。细密分布的不可见缺陷似乎比更大的 TEM 可见位错环在热扩散率降低中扮演重要得多的角色。本工作展示了 TGS 结合动力学理论模型，在辐照材料缺陷密度与性能演化方面提供快速定量洞察的能力。
引用
@article{arxiv.1909.13612,
title = {Thermal diffusivity degradation and point defect density in self-ion implanted tungsten},
author = {Abdallah Reza and Hongbing Yu and Kenichiro Mizohata and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13612},
year = {2020}
}
备注
The following article has been revised and submitted to Acta Materialia. After it is published, it will be found at https://www.journals.elsevier.com/acta-materialia