Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование старения пересыщенного твердого раствора Fe-30Cr под облучением.

Фамилия
Букатин
Имя
Тимофей
Отчество
Николаевич
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Физического материаловедения
Академическая группа
ММФ-15-2
Научный руководитель
к.т.н., доц. Горшенков М.В.
Название тезиса
Исследование старения пересыщенного твердого раствора Fe-30Cr под облучением.
Тезис

Метод атомно-зондовой томографии позволяет исследовать распад твердого раствора  на атомарном уровне, что позволяет видеть кластеры, обогащенные одним из элементов, когда они слишком малы для обнаружения их средствами микроскопии + позволяет видеть трехмерную модель матрицы и кластера.

Был проведен эксперимент по подбору параметров для исследования сплава Fe30Cr, полученного методом аргонно-дуговой плавки. Концентрации Cr и Fe — 29,12 и 70,36 масс.% соответственно. Результаты подбора мощности лазера приведены на рисунке 1, показано, что требуемая мощность лазера при температуре исследования 40 K составляет 4 нДж/имп.

Рисунок 1 — Подбор параметров исследования

 

После подбора параметров, подготовленные образцы были облучены на стенде облучения реакторных материалов (СОРМАТ), находящемся в ИТЭФе, ионами железа с энергией 150 кэВ, потоком в центре мишени \({5.3}\times 10^{15}\) и дозой 5 и 10 смещений на атом (сна).

При набранной дозе 5 сна обнаружено 8 кластеров, концентрация хрома в которых превышает 40 ат. %, что дает плотность кластеров порядка 1024 м-3, изображение кластеров показано на рисунке 2.

       10 нм

Рисунок 2 — Изображение кластеров при набранной дозе облучения 5 сна

 

Таблица 1 — Характеристики кластеров при набранной дозе облучения 5 сна

Rg, Å

Cr %

Fe %

78,27

41,86

50,99

7,40

42,52

48,59

6,18

44,13

52,65

14,67

64,59

30,15

4,44

17,94

76,8

6,82

52,94

47,06

4,81

47,2

45,11

5,60

47,6

52,4

 

 

     10 нм

Рисунок 3 — Изображение кластеров при набранной дозе облучения 10 сна

 

После облучения дозой 10 сна наблюдается снижение концентрации кластеров, обогащенных хромом, и снижается их размер, что показывает, что распад сплава, содержащего 30 атомных процентов хрома, происходит минимум в две стадии, как и в случае с ранее исследовавшимся термическим старением сплава Fe-22Cr. Характеристики кластеров приведены в таблице 2, изображение показано на рисунке 3. Плотность кластеров составляет примерно \(5,6\times10^{22}\)м-3

 

Таблица 2 — Характеристики кластеров при набранной дозе облучения 10 сна

Номер

Rg, Å

Cr %

Fe %

Номер

Rg, Å

Cr %

Fe %

1

6,57

43,24

55,82

10

3,56

57,14

38,1

2

5,61

41,24

56,90

11

6,13

40,68

59,32

3

4,72

50

23,81

12

4,37

40,41

53,71

4

4,16

45,45

54,55

13

3,58

40

60

5

5,77

54,06

45,94

14

4,01

43,08

56,92

6

5,40

45,45

54,55

15

3,52

61,36

38,64

7

5,73

34,62

65,38

16

7,63

50

50

8

3,81

45,45

54,55

17

6,12

41,2

58,8

9

7,19

43,33

56,67