機能材料としてのボイド/バブル格子の製造に関する研究

空隙/气泡晶格功能材料的制备研究

• 批准号: 08878063
• 负责人: 長谷川 晃
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08878063/
• 关键词: イオンビーム応用; 高融点金属; 照射損傷; ボイド格子; イオン照射

ボイド/バブルは空孔型格子欠陥集合体であるため、これらが格子状に並ぶボイド/バブル格子を材料中に生成させるためには、はじき出し損傷と空孔型格子欠陥が自由に動ける温度が必要とである。本研究では中性子照射でボイド格子の生成が確認されているモリブデンを用い、ボイドの核生成を促進し、ボイド中にヘリウムガスを含むバブルを形成させるためにヘリウムイオン照射を行って、ボイド/バブル格子の形成条件を調査した。本研究における照射条件の特徴は、ヘリウムイオン注入に際してエネルギーディグレーダを用いて、表面から1μmから5μmの領域にヘリウムをほぼ均一に最高10000appmまで注入した点にある。このように高濃度のヘリウムをある幅を持った領域に均一に注入することにより、格子欠陥シンクとして働く表面の効果を抑えて、機能材料としての特性を調べやすい、バルクに近い状態で均一にボイド/バブルの形成を行うことを目指した。試料中への高濃度ヘリウム注入のために東北大学ダイナミトロン加速器を用い、この加速器からのイオンビームを用いて高温照射を行う装置を本研究費を用いて作製し600℃までの高温照射を行った。また室温でのヘリウム予注入(100および1000appm)後に、日本原子力研究所・高崎研究所のTIARA加速器による炭素イオン照射によるはじき出し損傷の付加を800℃と1000℃で行い、高温での重イオン照射によるボイド形成への影響を調べた。ヘリウムの添加量は最大10000appm(1at%)であったが、ダイナミトロン加速器による600℃までの照射ではバブルの形成が観察されなかった。一方、室温予注入後の高温照射では、800℃と1000℃でいずれもバブルが観察された。しかし格子状配列は本実験条件下では得られなかった。しかし、本研究において注入後の800℃照射において観察されたボイド組織は、中性子照射などで得られたモリブデンのボイド格子において得られたボイドサイズ、数密度に達しており、800℃以上でのさらに高濃度のヘリウムイオン照射(10000appm以上)によって格子状組織が得られる可能性を示唆しているものと考えられるという結論を得た。

由于空隙/气泡是空隙/气泡缺陷，因此，为了生成在材料中以晶格形状排列的void/bubbles晶格，可以自由移动空隙/气泡缺陷的温度。在这项研究中，已确认通过中子照射形成空隙晶格的钼用于促进空隙成核并形成空隙中含有氦气气泡的气泡，并研究空隙/气泡晶格的形成条件。在这项研究中，辐射条件的特征是，在植入氦离子时，使用能量降解器将氦几乎均匀地植入10,000 APPM。通过将这种高浓度的氦气注射到特定宽度区域中，抑制了充当晶格缺陷水槽的表面的作用，并且功能材料的性质易于检查，并且空白/气泡的形成均匀地接近整体。使用Tohoku University Dynamitron Accelerator制备设备，将高浓度的氦气注入样品中，并使用加速器中的离子束使用研究资金进行高温照射，并受到高温照射到600°C。此外，在室温下预先注射氦气（100和1000个APPM）之后，使用日本原子能研究所和高萨基研究所的头饰加速器在800°C和1000°C下对空隙施加损害，并研究了高温下重力促进的效果。添加的氦气量高达10,000个APPM（1AT％），但是当用元素加速器辐照到600°C时，未观察到气泡形成。另一方面，在800°C和1000°C下观察到气泡。在室温下预注射后高温照射期间。但是，在当前的实验条件下未获得类似晶格的排列。然而，在这项研究中，在800°C下观察到的空隙组织在植入后的辐射达到了通过中子照射等获得的钼晶格获得的空隙尺寸和数量密度，并且得出的结论是，人们认为可以通过较高的旋转率iriviations iradiatiation complice complice coirative of Helium of Helium Ion（或更多）appm of helium of helium of helium of helium of helium im of im im in y y off app im im y off app im comply的更高更高或更多。