Kr2+辐照导致的Ca8LnNa(PO4)6F2(Ln=La,Nd和Sm)磷灰石结构陶瓷材料的非晶转变

采用传统固相烧结法成功制备出磷灰石结构材料Ca₈LnNa（PO₄）₆F₂（Ln=La,Nd和Sm）,并通过常规X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）进行表征确定三种样品都为单一相。在室温条件下用800 keVKr2+对三种样品进行辐照实验,辐照后的样品利用掠入射X射线衍射（grazing incidence X-ray diffraction,GIXRD）进行表征获取其表面辐照损伤层的结构信息。发现在实验辐照剂量范围内（1.0×1014~7.0×1014cm-2）三种样品都发生了从晶体结构到非晶结构的转变,不过三种样品的抗辐照非晶性能却有差异,抗辐照非晶能力大小关系是Ca₈LaNa（PO₄）₆F₂ > Ca₈NdNa（PO₄）₆F₂ > Ca₈SmNa（PO₄）₆F₂。这是由于在Ca₈LnNa（PO₄）₆F₂中,当镧系核素半径越小时,将有更大概率占据Ca（2）位置与F形成比Ca-F更弱的离子键。因此,镧系核素半径越小,辐照下将有更多的点缺陷保留下来,更容易发生非晶相变。