Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами
Исследованы процессы возврата при изотермическом отжиге точечных дефектов в малолегированных сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La после низкотемпературного облучения электронами с энергией 2 МэВ. Установлено, что энергия миграции собственных межузельных атомов в цирконии равна 0,34 эВ, а энергия...
Gespeichert in:
| Datum: | 2010 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17376 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами / В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю. Баранков // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 21-26. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859640780641009664 |
|---|---|
| author | Борисенко, В.Н. Петрусенко, Ю.Т. Баранков, Д.Ю. |
| author_facet | Борисенко, В.Н. Петрусенко, Ю.Т. Баранков, Д.Ю. |
| citation_txt | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами / В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю. Баранков // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 21-26. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Исследованы процессы возврата при изотермическом отжиге точечных дефектов в малолегированных сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La после низкотемпературного облучения электронами с энергией 2 МэВ. Установлено, что энергия миграции собственных межузельных атомов в цирконии равна 0,34 эВ, а энергия миграции вакансий - 0,74 эВ. Показано, что в матрице циркония в окружении легирующих атомов иттрия и гадолиния может существовать две конфигурации межузельных атомов с различными энергиями связи.
Досліджено процеси відновлення при ізотермічних відпалах крапкових дефектів у малолегованих сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La після низькотемпературного опромінення електронами з енергією 2 МеВ. Встановлено, що енергія переміщення власних міжвузлових атомів у цирконію дорівнює 0,34 еВ, а енергія переміщення вакансій – 0,74 еВ. Показано, що в матриці цирконію навколо легуючих атомів ітрію та гадолінію може існувати дві конфігурації міжвузлових атомів із різними енергіями зв’язку.
The recovery processes at the isothermal annealing of point defects in zirconium low-doped alloys Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La have been investigated after the low-temperature electron irradiation by 2 MeV. It has been found that the migration energy of interstitial atoms in zirconium is equal to 0.34 eV as well as the migration energy of vacancies equals 0.74 eV. It is shown that two arrangement configurations of interstitial atoms with different binding energies may exist around yttrium and gadolinium impurity atoms in the zirconium matrix.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:21:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 620.193.6:669.296:539.124
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ОТЖИГ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ
В СПЛАВАХ ЦИРКОНИЯ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ
В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю. Баранков
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
Харьков, Украина
E-mail: vborysenko@kipt.kharkov.ua
Исследованы процессы возврата при изотермическом отжиге точечных дефектов в малолегированных
сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La после низкотемпературного облучения электронами с энергией
2 МэВ. Установлено, что энергия миграции собственных межузельных атомов в цирконии равна 0,34 эВ, а
энергия миграции вакансий - 0,74 эВ. Показано, что в матрице циркония в окружении легирующих атомов
иттрия и гадолиния может существовать две конфигурации межузельных атомов с различными энергиями
связи.
ВВЕДЕНИЕ
Энергии активации миграции радиационных
дефектов, а также энергии их взаимодействия с
атомами примеси играют важную роль в процессах
радиационного повреждения сплавов. На данный
момент существует разрозненная информация о
значениях энергии активации миграции
межузельных атомов ( ) и вакансий ( ) в
цирконии. Так, разброс значений , определенной
различными методами, составляет 0,1…0,30 эВ [1-4],
а для - 0,57…0,72 эВ [1,5-7]. В проведенных
ранее исследованиях [8-10] показано, что
надразмерные атомы легирующих элементов
редкоземельных металлов эффективно
взаимодействуют с радиационными дефектами в
цирконии. Результатом такого взаимодействия
является образование межузельно-примесных и
вакансионно-примесных комплексов. В этой связи
представляет интерес определение энергии
миграции собственных точечных дефектов в
цирконии, а также энергии связи (взаимодействия)
межузельных атомов с атомами легирующих
элементов.
m
iΕ
m
vΕ
m
iΕ
m
vΕ
Целью данной работы было определение энергии
миграции межузельных атомов и вакансий в
цирконии, а также определение энергии связи
межузельных атомов циркония в примесных
ловушках, образованных атомами надразмерных
примесей Dy, Y, Gd и La.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
ИССЛЕДОВАНИЙ
Для проведения исследований были
приготовлены сплавы Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd и
Zr-La с концентрацией легирующих элементов
(0,15±0,02) вес.%, а из них изготовлены образцы по
технологии, описанной в работах [8-9].
Измерение удельного электросопротивления
образцов выполняли стандартным
потенциометрическим методом. Форм-фактор
образцов определяли с помощью правила Маттисена.
Для измерения электросопротивления образцов
использовали компьютеризированную
измерительную систему [8-10]. Погрешность
измерений не превышала ± 5·10-12 Ом·см.
Облучение проводили в ННЦ ХФТИ на
электростатическом ускорителе электронов ELIAS.
Энергия электронов составляла 2 МэВ, плотность
тока - 10 мкА/см2. Неоднородность плотности тока
электронов не превышала ± 5%. Образцы были
облучены до флюенса 1,4·1019 е-/см2. Температура
образцов в процессе облучения составляла ~ 82 К.
После облучения образцы были подвергнуты серии
изотермических отжигов. В интервале температур
от 90 до 130 К изотермические отжиги проводили с
шагом 5 К, при этом электросопротивление
измеряли по истечении 5, 11, 21, 38 и 72 мин отжига.
В интервале от 130 до 300 К изотермические отжиги
проводили с шагом 10 К, а электросопротивление
измеряли по истечении 7, 20, 45 и 94 мин отжига.
Температурная нестабильность при изотермических
отжигах не превышала ± 0,1 К.
Эффективные энергии активации процессов
возврата определяли с помощью метода “отношения
угловых коэффициентов” [11].
При вычислении спектров энергий активации
базировались на теории Примака для кинетических
процессов, распределенных по энергии активации
[12-13]. Ранее данный метод был применён для
получения спектров энергий активации на стадии I
возврата в серебре, меди, золоте и алюминии [14-16].
В своих вычислениях авторы использовали
кинетическое уравнение процессов первого порядка.
В работах [17-19] для получения спектров энергий
активации на стадии III возврата в меди, серебре,
золоте и алюминии использовали кинетическое
уравнение процессов второго порядка.
В настоящей работе при вычислении спектров
энергии активации процессов, протекающих на
стадиях II и III возврата, использовали кинетическое
уравнение второго порядка:
( )( ) ( ) ( ),/ /2 kTEeEAndtEdn −=−
где n(E) – концентрация дефектов, имеющих
энергию активации Е; А - частотный множитель; Т –
температура; t – время; k – постоянная Больцмана.
При этом вычисления базируют на следующих
предположениях:
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2010. №5.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (96), с. 21-26. 21
1. Независимые процессы имеют различные
энергии активации.
2. Процессы подчиняются уравнению реакции
второго порядка.
3. Частотный множитель во всем интервале
постоянен.
4. Частотный множитель приблизительно
известен.
Поскольку вклад каждого дефекта
пропорционален какому-то удельному
электросопротивлению, то начальное удельное
электросопротивление (ρо), обусловленное всеми
дефектами, будет равно:
( )∫
∞
=
0
0 fdEEnρ ,
где f – удельное электросопротивление, вызванное
парой Френкеля. Предположим еще, что f не зависит
от Е.
Для следующих вычислений заменим n(E) на
функцию распределения p(E), которую определим
как
( ) ( ) fEnEp = ,
эта функция имеет размерность (Ом·см)/эВ.
В конечном виде функцию распределения
можно записать следующим выражением [16]:
∫
∞
−
=
0
'
'''
01
)()()(
dEI
ttEp
n
nnnn ρρ , (1)
где - наблюдаемое изменение
удельного электросопротивления в течение n–го
отжига в интервале времени от до ;
)()( '''
nnnn tt ρρ −
'
nt
''
nt E -
средняя энергия активации протекающего процесса,
которая определяется из выражения
∫
∫
∞
∞
=
0
'
0
'
dEI
dEEI
E
n
n
,
где
.)/(1
)/(1
1
/''
1
1
/
01
1
/'
1
1
/
01
'
−
−
−
=
−
−
−
−
=
−
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
++−
−⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
++=
∑
∑
kTnE
n
n
i
kTiE
i
kTnE
n
n
i
kTiE
in
etetpfA
etetpfAI
Выражение (1) может быть решено относительно
)(01 Ep методом итерации. При этом следующее
значение )(
01
Epk вычисляется до тех пор, пока оно не
будет удовлетворять неравенству
1
01 01
0.99 ( ) ( ) 1.01
k k
E Ep p +
< < .
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На рис. 1 приведены кривые изотермического
отжига радиационно-индуцированного прироста
удельного электросопротивления облученных
образцов циркония и его сплавов. Видно, что после
облучения прирост удельного
электросопротивления в сплавах имеет меньшую
величину по сравнению с чистым цирконием.
Данное уменьшение объясняется наличием в
сплавах дополнительной рекомбинации
межузельных атомов с вакансиями в процессе
облучения [10]. Такая рекомбинация происходит
при попадании межузельных атомов в зону действия
полей упругих деформаций, которые создаются
надразмерными атомами легирующих элементов.
Под действием данного поля энергия миграции
межузельного атома уменьшается на величину,
пропорциональную силе отталкивания междоузлия
от атома примеси, что приводит к уменьшению
количества близких пар Френкеля.
Следует отметить, что после отжига при
температуре 300 К во всех сплавах, за исключением
сплава Zr-Sc, сохранилось большее количество
радиационных дефектов, чем в чистом цирконии.
Данный факт указывает на образование
вакансионно-примесных комплексов, устойчивых
при температурах выше стадии III возврата.
На рис. 2 показаны спектры, полученные по
данным кривым изотермических отжигов,
изображенных на рис. 1, которым соответствует
скорость изохронного отжига, равная 0,1 К/мин. На
этом же рисунке приведены аналогичные спектры
для скорости изохронного отжига - 0,53 K/мин [8-9].
Видно, что форма спектров совпадает, а при
меньшей скорости отжига стадии возврата сдвинуты
в область более низких температур, и более четко
проявляется расщепление стадии III возврата. При
этом в сплаве Zr-Dy наблюдается расщепление на
две подстадии, а в сплавах Zr-Y и Zr-Gd –
дополнительная слабовыраженная третья подстадия.
В сплавах Zr-Sc и Zr-La расщепление стадии III
возврата не происходит.
В таблице приведены значения радиусов атомов
циркония и легирующих элементов, объемный
размерный фактор атомов легирующих элементов, а
также эффективные энергии активации процессов на
разных стадиях возврата, которые были получены
методом “отношения угловых коэффициентов”. Как
следует из приведенных данных, легирование
практически не влияет на энергию активации
процесса, протекающего на подстадии IE. Для
подстадии IF в сплавах наблюдается незначительное
увеличение энергии активации. Принято считать,
что на подстадии IE свободно-мигрирующие
межузельные атомы аннигилируют с собственными
вакансиями, а на подстадии IF - с “чужими”
вакансиями [1, 20-23]. Следовательно, энергия
активации на постадии IF в цирконии соответствует
энергии миграции собственных межузельных
атомов.
22
м
км
О
м
·с
м
м
км
О
м
·с
м
с с с
Рис. 1. Кривые изотермического отжига циркония и его сплавов, облученных электронами с энергией 2 МэВ
при температуре 82 К до флюенса 1,4·1019 е-/см2
Рис. 2. Спектры изохронного отжига циркония и его сплавов (стадии II и III), облученных электронами с
энергией 2 МэВ при температуре 82 К до флюенса 1,4·1019 е-/см2: 1 – скорость изохронного отжига
0,53 K/мин [7-8]; 2 - скорость изохронного отжига 0,1 K/мин (настоящая работа)
Образец
Радиус
атома
[25], Å
Объемный
размер-
ный
фактор, %
Подстадия IE
(88…113 K),
эВ
Подстадия IF
(113…140 K),
эВ
Стадия II
(140…200 K),
эВ
Стадия III
(200…300 К),
эВ
Zr 1,602 - 0,30 0,34 - 0,74
Zr+0,30 aт.%Sc 1,641 7,48 0,30 0,36 - 0,74
Zr+0,08 aт.%Dy 1,773 35,56 0,29 0,37 0,46 0,67; 0,79
Zr+0,15 aт.%Y 1,801 42,09 0,30 0,36 0,47 0,67; 0,80
Zr+0,09 aт.%Gd 1,802 42,32 0,29 0,35 0,48 0,69; 0.82
Zr+0,10 aт.%La 1,877 60,84 0,30 0,35 0,44 0,74
23
Стадия III возврата ассоциируется с началом
миграции вакансий [23, 24]. Таким образом,
полученная на этой стадии энергия активации для
циркония должна соответствовать энергии
миграции вакансий.
Определенная в настоящей работе величина
энергии миграции собственных межузельных
атомов (0,34 эВ) удовлетворительно согласуется со
значением, полученным из данных по измерению
внутреннего трения (0,30 эВ, [4]). Вычисленное
значение энергии миграции вакансий (0,74 эВ)
сравнимо с величиной 0,6…0,7 эВ [6], полученной
методом аннигиляции позитронов в предварительно
облученном электронами цирконии, а также близко
к величине 0,72 эВ, полученной из анализа
температурной зависимости скорости роста петель
дислокаций в цирконии [7].
0,45 0,50 0,55 0,60
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
Zr
Zr - Sc
Zr - Dy
Zr - Y
Zr - Gd
Zr - La
Δρ
/Δ
E
, *
10
-5
Ω
cm
/e
V
E, eV
Рис. 3. Спектры энергий активации циркония и его
сплавов (стадия II), облученных электронам
и с энергией 2 МэВ при температуре 82 К
до флюенса 1,4·1019 е-/см2
На рис. 3 приведены спектры энергий активации
циркония и его сплавов, вычисленные для стадии II
возврата. Стадия II ассоциируется с освобождением
межузельных атомов из примесных ловушек, а
также перегруппировкой межузельных кластеров
[23]. При легировании циркония иттрием или
гадолинием наблюдается более широкий интервал
энергий освобождения межузельных атомов из
примесных ловушек по сравнению со сплавами
Zr-Dy и Zr-La. Из этого можно заключить, что в
области легирующих атомов иттрия и гадолиния
существуют, как минимум, две возможные
конфигурации межузельных атомов с различными
энергиями связи.
Для сплава Zr-Sc на спектре энергий активации
(см. рис. 3) и спектре возврата (см. рис. 2) подстадии,
отвечающие распаду межузельно-примесных
комплексов, отсутствуют. Это указывает на то, что
подобные комплексы, устойчивые до температур
начала стадии II возврата, в данном сплаве не
образуются. Такую особенность логично объяснить
малым различием размера атомов скандия и
циркония (см. таблицу) и, как следствие, малой
дилатацией кристаллической решетки в этом сплаве.
ΔЕ
В
, э
В
Рис. 4. Зависимость энергии связи собственного
межузельного атома с атомом примеси от радиуса
атома примеси
0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Zr
Zr - Sc
Δρ
/Δ
E,
*
10
-5
Ω
cm
/e
V
Zr - Dy
Zr - Y
Zr - Gd
Δ
ρ/
Δ
Е,
x
10
-5
О
м·
см
/э
В
Δ
ρ/
Δ
Е,
x
10
-5
О
м·
см
/э
В
Zr - La
VE, eЕ, эВ
Рис. 5. Спектры энергий активации циркония и его
сплавов (стадия III), облученных электронами
Е, эВ
с энергией 2 МэВ при температуре 82 К
до флюенса 1,4·1019 е-/см2
Поскольку пики на спектрах возврата и спектрах
энергий активации в интервале стадии II
обусловлены освобождением межузельных атомов
из примесных ловушек, то можно оценить энергию
связи этих ловушек: ЕВ = ЕА – ЕМ, где ЕА – энергия
активации, соответствующая максимуму на спектре
(см. рис. 3), а ЕМ – энергия миграции собственного
межузельного атома, которая в нашем случае
соответствует энергии активации подстадии IF для
чистого циркония (0,34 эВ). На рис. 4 приведена
зависимость энергии связи межузельного атома в
примесных ловушках от радиуса атома
легирующего элемента. Данная зависимость
является немонотонной. С увеличением радиуса
атома примеси наблюдается рост энергии связи, а
затем резкое уменьшение в случае легирования
лантаном. Такое поведение при легировании
лантаном является странным, поскольку атом
лантана имеет наибольший размер из всех
исследуемых легирующих элементов (см. таблицу)
и, следовательно, вокруг него должны быть области
растяжения и сжатия с максимальными значениями.
Поскольку захват межузельного атома происходит в
области растяжения, то в этом случае энергия связи
межузельного атома с атомом лантана должна быть
24
максимальной. Данное несоответствие, возможно,
обусловлено тем, что при образовании твердого
раствора атом лантана занимает не один, а два
вакантных узла, что приводит к созданию иного
поля упругих деформаций.
На рис. 5 показаны спектры энергий активации
циркония и его сплавов, вычисленные для интервала
температур стадии III возврата. Положения
максимумов для сплавов циркония со скандием и
лантаном практически совпадают с положением
максимума для чистого циркония и близки к
значениям энергии активации, определенной
методом “отношения угловых коэффициентов” (см.
таблицу). В сплавах, в которых наблюдается
расщепление стадии III на две подстадии, при
увеличении размера легирующего атома происходит
смещение максимума второй подстадии в область
больших значений энергий активации. В сплавах Zr-
Sc и Zr-La расщепление отсутствует. В случае
легирования скандием это можно объяснить малым
отличием между размерами атомов скандия и
циркония (см. таблицу). В случае легирования
лантаном отсутствие расщепления может быть
объяснено изменением конфигурации полей
упругих деформаций вокруг атома лантана. Как
было отмечено выше, это может быть вызвано тем,
что атом лантана в твердом растворе занимает два
вакантных узла.
ВЫВОДЫ
На основании вышеизложенного можно
сделать следующие выводы.
• В славах Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd и Zr-La образуются
межузельно-примесные и вакансионно-примесные
комплексы. В сплаве Zr-Sc такие комплексы не
образуются.
• При уменьшении скорости изохронного отжига
наблюдается смещение стадий II и III возврата в
область низких температур.
• Определенные в настоящей работе энергии
миграции собственных межузельных атомов и
вакансий в цирконии составляют соответственно
0,34 и 0,74 эВ.
• В сплавах Zr-Y и Zr-Gd в окрестности
легирующих атомов, вероятно, существует две
конфигурации межузельных атомов с различными
энергиями связи.
• С увеличением радиуса атома легирующего
элемента наблюдается немонотонное изменение
энергии связи в межузельно-примесных ловушках:
близкий к линейному рост для последовательности
сплавов Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd и резкое уменьшение в
сплаве Zr-La.
• Качественное отличие результатов,
полученных для сплава Zr-La, от данных для других
исследованных сплавов позволяет сделать
предположение, что при образовании твердого
раствора атом лантана занимает два вакантных узла.
В заключение авторы выражают благодарность
Вьюгову П.Н. за предоставленные для исследований
сплавы циркония.
ЛИТЕРАТУРА
1. H.H. Neely. Damage rate and recovery
measurements on zirconium after electron irradiation
at low temperatures //Radiation Effects and Defects
in Solids. 1970, v. 3, p. 189.
2. S.N. Buckley and S.A. Manthorpe. Dislocation loop
nucleation and growth in zirconium – 2.5 wt%
niobium alloy during 1 MeV electron irradiation
//Journal of Nuclear Materials. 1980, v. 90, p. 169.
3. C.H. Woo, H. Huang, W.J. Zhu. Low-dimension
self-interstitial diffusion in α–Zr // Applied Physics
A. 2003, v. 76, p. 101.
4. R. Pichon, E. Bisogni, and P. Moser. Frottement
interne dans le zirconium irradie aux neutrons a 77
K // Radiation Effects and Defects in Solids. 1973, v.
20, p. 159.
5. S.N. Buckley, R. Bullough, and M.R. Hayns. The
direct observation of irradiation damage in
zirconium and its alloys //Journal of Nuclear
Materials. 1980, v. 89, p. 283.
6. G.M. Hood, R.J. Schultz, and J.A.Jackman The
recovery of single crystal α-Zr from low temperature
electron irradiation — a positron annihilation
spectroscopy study //Journal of Nuclear Materials.
1984, v. 126, p. 79.
7. C. Hellio, C.H. de Novion, and L. Boulanger.
Influence of alloying elements on the dislocation
loops created by Zr ion or by electron irradiation in
α–zirconium //Journal of Nuclear Materials. 1988,
v. 159, p. 368.
8. В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю.
Баранков, П.Н. Вьюгов. Изохронный отжиг
сплавов Zr-La, Zr-Dy и Zr-Gd, облученных 2 МэВ
электронами // ВАНТ. Серия ФРП и РМ. 2007,
№6, с.51.
9. В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю.
Баранков, П.Н. Вьюгов. Изохронный отжиг
сплавов Zr-Sc и Zr-Y, облученных 2 МэВ
электронами // Там же. 2008, №2, с.10.
10. В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю. Баран-
ков, П.Н. Вьюгов. Накопление и отжиг
радиационных дефектов в цирконии,
легированном редкоземельными металлами //
Там же. 2009, №2, с.46.
11. A. Дамаск и Дж. Динс. Точечные дефекты в
металлах. М.: «Мир», 1966, с. 150.
12. W. Primak. Kinetics of processes distributed in
activation energy // Physical Review. 1955, v. 100,
p. 1677.
13. William Primak. Large temperature range annealing
// Journal of Applied Physics. 1960, v. 31, p. 1524.
14. G.D. Magnuson, W. Palmer, and J.S. Koehler.
Isothermal annealing below 60 K of deuteron
irradiated noble metals // Physical Review. 1958,
v. 109, p. 1990.
15. Walter Bauer, John W. DeFord, and James S.
Koehler. Low-temperature annealing spectrum of
electron-irradiated gold and cadmium // Physical
Review. 1962, v. 128, p. 1497.
16. K. Herschbach. Isothermal annealing of deuteron-
irradiated Al and Au below 60 K // Physical Review.
1963, v. 130, p. 554.
25
22. F. Dworschak, C. Dimitrov, and O. Dimitrov.
Interaction of self-interstitials with oxygen atoms in
electron-irradiated zirconium. // Journal of Nuclear
Materials. 1979, v. 82, p.148.
17. F. Dworschak, K. Herschbach, and J.S. Koehler.
Experiments on stage III annealing in noble metals //
Physical Review. 1964, v. 133, p. A293.
18. Y.N. Lwin, M. Doyama, and J.S. Koehler. Stage III
annealing study of electron-irradiated pure
aluminum // Physical Review. 1968, v. 165, p. 787.
23. W. Schilling and K. Sonnenberg. Recovery of
irradiated and quenched metals // Journal of Physics
F: Metal Physics. 1973, v.3, p.322. 19. C. Lee and J.S. Koehler. Stage-III annealing in gold
after electron irradiation // Physical Review. 1968,
v. 176, p. 813.
24. G.M. Hood, R.J. Schultz, and J.A. Jackman. The
recovery of single crystal α–Zr from low
temperature electron irradiation – a positron
annihilation spectroscopy study //Journal of Nuclear
Materials. 1984, v. 126, p. 79.
20. H.H. Neely. Recovery of electron-irradiated
zirconium at low temperatures //Canadian Journal
of Physics. 1968, v. 46(5), p. 321.
25. . W.B. Pearson. The Crystal Chemistry and Physics
of Metals and Alloys. Wiley Interscience, New York,
1972, Ch.4.
21. M. Biget, F. Maury, P. Vajda, A. Lucasson,
P. Lucasson. Production and mutual annihilation of
frenkel pairs in low temperature irradiated zirconium
// Radiation Effects and Defects in Solids. 1971, v.7,
p. 223.
Статья поступила в редакцию 23.07.2010 г.
ІЗОТЕРМІЧНИЙ ВІДПАЛ РАДІАЦІЙНИХ ДЕФЕКТІВ
У СПЛАВАХ ЦИРКОНІЮ З РІДКОЗЕМЕЛЬНИМИ МЕТАЛАМИ
В.М. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю. Баранков
Досліджено процеси відновлення при ізотермічних відпалах крапкових дефектів у малолегованих
сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La після низькотемпературного опромінення електронами з енергією
2 МеВ. Встановлено, що енергія переміщення власних міжвузлових атомів у цирконію дорівнює 0,34 еВ, а
енергія переміщення вакансій – 0,74 еВ. Показано, що в матриці цирконію навколо легуючих атомів ітрію та
гадолінію може існувати дві конфігурації міжвузлових атомів із різними енергіями зв’язку.
ISOTHERMAL ANNEALING OF RADIATION DEFECTS
IN ZIRCONIUM ALLOYS WITH RARE-EARTH METALS
V.N. Borysenko, Yu.T. Petrusenko, D.Yu. Barankov
The recovery processes at the isothermal annealing of point defects in zirconium low-doped alloys Zr-Sc, Zr-Dy,
Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La have been investigated after the low-temperature electron irradiation by 2 MeV. It has been
found that the migration energy of interstitial atoms in zirconium is equal to 0.34 eV as well as the migration energy
of vacancies equals 0.74 eV. It is shown that two arrangement configurations of interstitial atoms with different
binding energies may exist around yttrium and gadolinium impurity atoms in the zirconium matrix.
26
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-17376 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:21:40Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Борисенко, В.Н. Петрусенко, Ю.Т. Баранков, Д.Ю. 2011-02-26T10:26:30Z 2011-02-26T10:26:30Z 2010 Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами / В.Н. Борисенко, Ю.Т. Петрусенко, Д.Ю. Баранков // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 5. — С. 21-26. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17376 620.193.6:669.296:539.124 Исследованы процессы возврата при изотермическом отжиге точечных дефектов в малолегированных сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La после низкотемпературного облучения электронами с энергией 2 МэВ. Установлено, что энергия миграции собственных межузельных атомов в цирконии равна 0,34 эВ, а энергия миграции вакансий - 0,74 эВ. Показано, что в матрице циркония в окружении легирующих атомов иттрия и гадолиния может существовать две конфигурации межузельных атомов с различными энергиями связи. Досліджено процеси відновлення при ізотермічних відпалах крапкових дефектів у малолегованих сплавах Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La після низькотемпературного опромінення електронами з енергією 2 МеВ. Встановлено, що енергія переміщення власних міжвузлових атомів у цирконію дорівнює 0,34 еВ, а енергія переміщення вакансій – 0,74 еВ. Показано, що в матриці цирконію навколо легуючих атомів ітрію та гадолінію може існувати дві конфігурації міжвузлових атомів із різними енергіями зв’язку. The recovery processes at the isothermal annealing of point defects in zirconium low-doped alloys Zr-Sc, Zr-Dy, Zr-Y, Zr-Gd, Zr-La have been investigated after the low-temperature electron irradiation by 2 MeV. It has been found that the migration energy of interstitial atoms in zirconium is equal to 0.34 eV as well as the migration energy of vacancies equals 0.74 eV. It is shown that two arrangement configurations of interstitial atoms with different binding energies may exist around yttrium and gadolinium impurity atoms in the zirconium matrix. Авторы выражают благодарность Вьюгову П.Н. за предоставленные для исследований сплавы циркония. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами Ізотермічний відпал радіаційних дефектів у сплавах цирконію з рідкоземельними металами Isothermal annealing of radiation defects in zirconium alloys with rare-earth metals Article published earlier |
| spellingShingle | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами Борисенко, В.Н. Петрусенко, Ю.Т. Баранков, Д.Ю. Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| title | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами |
| title_alt | Ізотермічний відпал радіаційних дефектів у сплавах цирконію з рідкоземельними металами Isothermal annealing of radiation defects in zirconium alloys with rare-earth metals |
| title_full | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами |
| title_fullStr | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами |
| title_full_unstemmed | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами |
| title_short | Изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами |
| title_sort | изотермический отжиг радиационных дефектов в сплавах циркония с редкоземельными металлами |
| topic | Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| topic_facet | Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17376 |
| work_keys_str_mv | AT borisenkovn izotermičeskiiotžigradiacionnyhdefektovvsplavahcirkoniâsredkozemelʹnymimetallami AT petrusenkoût izotermičeskiiotžigradiacionnyhdefektovvsplavahcirkoniâsredkozemelʹnymimetallami AT barankovdû izotermičeskiiotžigradiacionnyhdefektovvsplavahcirkoniâsredkozemelʹnymimetallami AT borisenkovn ízotermíčniivídpalradíacíinihdefektívusplavahcirkoníûzrídkozemelʹnimimetalami AT petrusenkoût ízotermíčniivídpalradíacíinihdefektívusplavahcirkoníûzrídkozemelʹnimimetalami AT barankovdû ízotermíčniivídpalradíacíinihdefektívusplavahcirkoníûzrídkozemelʹnimimetalami AT borisenkovn isothermalannealingofradiationdefectsinzirconiumalloyswithrareearthmetals AT petrusenkoût isothermalannealingofradiationdefectsinzirconiumalloyswithrareearthmetals AT barankovdû isothermalannealingofradiationdefectsinzirconiumalloyswithrareearthmetals |