Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation

A model developed in this paper describes the transport of nonequilibrium (produced by irradiation) point defects across a coherent interface in a heterophase medium. In the framework of this model we derive a kinetic equation for the distribution function of spherical nanoparticles of the second ph...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Вопросы атомной науки и техники
Datum:2019
1. Verfasser: Borisenko, Alexander
Format: Artikel
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2019
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195203
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:Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation / Alexander Borisenko // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 5. — С. 3-10. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1862715000373641216
author Borisenko, Alexander
author_facet Borisenko, Alexander
citation_txt Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation / Alexander Borisenko // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 5. — С. 3-10. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.
collection DSpace DC
container_title Вопросы атомной науки и техники
description A model developed in this paper describes the transport of nonequilibrium (produced by irradiation) point defects across a coherent interface in a heterophase medium. In the framework of this model we derive a kinetic equation for the distribution function of spherical nanoparticles of the second phase in a solid solution, which accounts for the flow and diffusion of nanoparticles in the dimension space as well as their dissolution in atomic collision cascades. We obtain an analytical form and study the stationary solution of this equation. The result obtained fits well to experimental data [A. Certain et al. Journal of Nuclear Mate 2013) 434, 311] on distribution of Y-Ti-O nanoparticles in the oxide dispersion strengthened ferritic steel 14YWT, irradiated with nickel ions up to 100 dpa at different temperatures. We conclude that in this case irradiation affects the distribution of fine oxide nanoparticles by creating nonequilibrium point defects rather than by cascade mixing. Модель, що розроблена в цій статті, описує транспорт нерівноважних (створених опроміненням) точкових дефектів через когерентну границю в гетерофазному середовищі. У рамках цієї моделі отримано кінетичне рівняння для функції розподілу сферичних наночастинок другої фази в твердому розчині, що включає плин та дифузію наночастинок у просторі розмірів, а також їх розчинення в каскадах атомних зіткнень. Отримано аналітичну форму та досліджено стаціонарний розв’язок цього рівняння. Отриманий результат гарно узгоджується з експериментальними даними [A. Certain et al. Journal of Nuclear Materіals. (2013) 434, 311] щодо розподілу Y-Ti-O-наночастинок у дисперсійно-зміцненій оксидами феритній сталі 14YWT, опро-міненій іонами нікелю до 100 зна за різних температур. Зроблено висновок, що в цьому випадку опромінення впливає на функцію розподілу наночастинок завдяки виникненню нерівноважних точкових дефектів, а не каскадному перемішуванню. Модель, разработанная в этой статье, описывает транспорт неравновесных (созданных облучением) точечных дефектов через когерентную границу в гетерофазной среде. В рамках этой модели получено кинетическое уравнение для функции распределения сферических наночастиц второй фазы в твердом растворе, которое включает течение и диффузию наночастиц в пространстве размеров, а также их растворение в кас-кадах атомных соударений. Получена аналитическая форма и исследовано стационарное решение этого уравнения. Полученый результат хорошо согласуется с экспериментальными данными [A. Certain et al. Journal of Nuclear Materіals. (2013) 434, 311] относительно распределения Y-Ti-O-наночастиц в дисперсно-упрочненной оксидами ферритной стали 14YWT, облученной ионами никеля до 100 сна при разных темпе-ратурах. Сделан вывод, что в этом случае облучение влияет на функцию распределения наночастиц благо-даря возникновению неравновесных точечных дефектов, а не каскадному перемешиванию.
first_indexed 2025-12-07T17:54:46Z
format Article
fulltext
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-195203
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1562-6016
language English
last_indexed 2025-12-07T17:54:46Z
publishDate 2019
publisher Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
record_format dspace
spelling Borisenko, Alexander
2023-12-03T15:24:00Z
2023-12-03T15:24:00Z
2019
Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation / Alexander Borisenko // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 5. — С. 3-10. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.
1562-6016
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195203
669.017:621.039.53
A model developed in this paper describes the transport of nonequilibrium (produced by irradiation) point defects across a coherent interface in a heterophase medium. In the framework of this model we derive a kinetic equation for the distribution function of spherical nanoparticles of the second phase in a solid solution, which accounts for the flow and diffusion of nanoparticles in the dimension space as well as their dissolution in atomic collision cascades. We obtain an analytical form and study the stationary solution of this equation. The result obtained fits well to experimental data [A. Certain et al. Journal of Nuclear Mate 2013) 434, 311] on distribution of Y-Ti-O nanoparticles in the oxide dispersion strengthened ferritic steel 14YWT, irradiated with nickel ions up to 100 dpa at different temperatures. We conclude that in this case irradiation affects the distribution of fine oxide nanoparticles by creating nonequilibrium point defects rather than by cascade mixing.
Модель, що розроблена в цій статті, описує транспорт нерівноважних (створених опроміненням) точкових дефектів через когерентну границю в гетерофазному середовищі. У рамках цієї моделі отримано кінетичне рівняння для функції розподілу сферичних наночастинок другої фази в твердому розчині, що включає плин та дифузію наночастинок у просторі розмірів, а також їх розчинення в каскадах атомних зіткнень. Отримано аналітичну форму та досліджено стаціонарний розв’язок цього рівняння. Отриманий результат гарно узгоджується з експериментальними даними [A. Certain et al. Journal of Nuclear Materіals. (2013) 434, 311] щодо розподілу Y-Ti-O-наночастинок у дисперсійно-зміцненій оксидами феритній сталі 14YWT, опро-міненій іонами нікелю до 100 зна за різних температур. Зроблено висновок, що в цьому випадку опромінення впливає на функцію розподілу наночастинок завдяки виникненню нерівноважних точкових дефектів, а не каскадному перемішуванню.
Модель, разработанная в этой статье, описывает транспорт неравновесных (созданных облучением) точечных дефектов через когерентную границу в гетерофазной среде. В рамках этой модели получено кинетическое уравнение для функции распределения сферических наночастиц второй фазы в твердом растворе, которое включает течение и диффузию наночастиц в пространстве размеров, а также их растворение в кас-кадах атомных соударений. Получена аналитическая форма и исследовано стационарное решение этого уравнения. Полученый результат хорошо согласуется с экспериментальными данными [A. Certain et al. Journal of Nuclear Materіals. (2013) 434, 311] относительно распределения Y-Ti-O-наночастиц в дисперсно-упрочненной оксидами ферритной стали 14YWT, облученной ионами никеля до 100 сна при разных темпе-ратурах. Сделан вывод, что в этом случае облучение влияет на функцию распределения наночастиц благо-даря возникновению неравновесных точечных дефектов, а не каскадному перемешиванию.
The author thanks to Prof. Oleksandr Bakai for discussion of the present result. This work as funded by the National Academy of Science of Ukraine, Grant # X-2-13-10/2019.
en
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
Вопросы атомной науки и техники
Physics of radiation damages and effects in solids
Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
Теоретичний доказ стаціонарного розподілу розмірів оксидних наночастинок у дисперсійно-зміцненій сталі під каскадоутворюючим опроміненням
Теоретическое доказательство стационарного распределения размеров оксидных наночастиц в дисперсно-упрочненной стали под каскадообразующим облучением
Article
published earlier
spellingShingle Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
Borisenko, Alexander
Physics of radiation damages and effects in solids
title Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
title_alt Теоретичний доказ стаціонарного розподілу розмірів оксидних наночастинок у дисперсійно-зміцненій сталі під каскадоутворюючим опроміненням
Теоретическое доказательство стационарного распределения размеров оксидных наночастиц в дисперсно-упрочненной стали под каскадообразующим облучением
title_full Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
title_fullStr Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
title_full_unstemmed Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
title_short Theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
title_sort theoretical evidence for stationary size distribution of oxide nanoparticles in dispersion strengthened steel under cascade producing irradiation
topic Physics of radiation damages and effects in solids
topic_facet Physics of radiation damages and effects in solids
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195203
work_keys_str_mv AT borisenkoalexander theoreticalevidenceforstationarysizedistributionofoxidenanoparticlesindispersionstrengthenedsteelundercascadeproducingirradiation
AT borisenkoalexander teoretičniidokazstacíonarnogorozpodílurozmírívoksidnihnanočastinokudispersíinozmícneníistalípídkaskadoutvorûûčimopromínennâm
AT borisenkoalexander teoretičeskoedokazatelʹstvostacionarnogoraspredeleniârazmerovoksidnyhnanočasticvdispersnoupročnennoistalipodkaskadoobrazuûŝimoblučeniem