645 MeV Xe35+离子辐照SiO2在线光发射的研究

离子辐照可以改变二氧化硅(SiO₂)的晶体结构和光学性质.采用645 MeV Xe³⁵⁺离子辐照SiO₂单晶,在辐照过程中,利用光栅光谱仪测量在200—800 nm范围内的光发射.在发射光谱中,观测到中心位于461和631 nm的发射带.这些发射带是弗伦克尔激子辐射退激产生的,其强度与辐照离子能量和辐照离子剂量密切相关.实验结果表明:发射光强随离子在固体中的电子能损呈指数增加.由于离子辐照对晶体造成损伤,发射光谱强度随辐照剂量的增加而降低.文中讨论了这些与晶体结构有关的发射带,结合能量损失机制讨论了激子形成和退激过程.快重离子辐照过程中发射光谱的原位测量对研究辐照改性具有重要意义,有助于揭示离子辐照引起晶体损伤的物理机制.     

冷轧和退火对V-5Cr-5Ti合金组织结构和抗辐照硬化性能的影响

钒合金(V-5Cr-5Ti)是聚变堆第一壁以及包层的重要候选结构材料。不同加工工艺会对钒合金在聚变堆中的服役性能产生影响。本文利用兰州重离子研究装置(HIRFL)提供的337 MeV的高能Fe离子对不同程度冷轧(冷变形量分别为40%、60%和80%)以及冷轧后退火(1 273 K退火1 h)的V-5Cr-5Ti合金样品进行了辐照,研究了不同的冷轧和退火处理过程对材料抗辐照硬化性能的影响。电子背散射衍射技术(EBSD)测试结果显示,随着冷变形量的增加,样品中细小破碎晶粒比例增大,晶粒平均尺寸减小。退火处理后,细小破碎晶粒出现一定程度的长大,大晶粒几乎全部消失,晶粒尺寸分布更加均匀。维氏硬度结果表明随着冷变形量的增加,硬度随之增加,退火后硬度降低。辐照之后,材料硬度升高,出现了辐照硬化效应。在冷轧样品和退火样品中都观察到了辐照硬化效应随冷变形量的增加显著减弱的现象,这表明冷变形可以显著提高材料的抗辐照硬化能力。结合EBSD和硬度数据,对冷变形和退火处理引起钒合金抗辐照硬化性能变化的机理进行了讨论。讨论结果显示,冷轧使材料总的吸收尾闾增大,引起辐照硬化程度降低,退火处理使材料中晶界密度和位错密度降低,材料的总吸收尾闾降低,辐照硬化效应增加。     

反应堆压力容器钢A508-3辐照硬化的剂量率效应研究

针对不同剂量率对国产反应堆压力容器钢(Reactor Pressure Vessel,RPV)A508-3辐照硬化的影响,利用3.5 MeV的Fe离子在3种不同剂量率(0.1,0.5和1.0 dpa/h)下将样品辐照至4个不同剂量点(0.1,0.3,1.0和3.0 dpa),采用纳米压痕技术表征样品在不同辐照条件下的硬...     

高能离子梯度多剂量辐照4H-SiC的微结构及硬度变化研究

为探讨高温高能离子辐照碳化硅后的结构和力学性能随剂量的变化,应用拉曼光谱和纳米压痕技术研究了122 MeV的²⁰Ne⁴⁺离子梯度多剂量辐照后的4H-SiC。研究表明,SiC的相对拉曼强度随剂量的增大呈指数规律下降,并出现了代表无序化Si-C键和同核Si-Si键的散射峰。基于DI/DS模型的初步拟合表明,在低剂量范围内扩展缺陷簇是引起SiC无序化的主要因素,高剂量范围内的无序化则是由离子直接碰撞过程的非晶化和扩展缺陷簇共同引起。辐照后的SiC硬度取决于位错钉扎和共价键断裂的共同作用,在0～4.00 dpa之间硬度随剂量增大而增大,在4.00～8.05 dpa之间硬度随剂量增大而减小,剂量在8.05 dpa时,硬度相比于未辐照区域略高,此时共价键断裂和位错钉扎达到平衡。