金属材料的辐照损伤
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金属材料的辐照损伤
金属材料的辐照损伤机理 辐照后的微观组织变化
辐照与固体物质之间的交互作用
辐照入射粒子包括下列三种:
中性粒子: 中子, gamma 射线(光子) 带电粒子: α粒子(He核)、质子、电子 高能原子、离子: 裂变产物、一次碰撞反冲原子、加速的离子 相对于入射粒子的能量，固体物质(靶)可看作是相对静止的原 子， 靶原子核具有质量，电子具有～keV的能量������ 入射粒子的带电荷数 入射粒子的速率 入射粒子与原子的原子核和核外电子之间的作用是相对独立的 交互作用用散射截面来衡量
(a)
(b)
Dislocation structure of Fe–Cr alloys after irradiation in BR-10 at 400 °C to 25.8 dpa. (a) Fe–6Cr alloy, 250% cold deformed, martensite and (b) Fe–12Cr alloy, annealed condition, ferrite.
离位峰的原始形式
离位峰
一个初级离位原子以这样的方式，可 以级联撞出104个次级离位原子，同 时也伴生了同样多的空位。离位原子 的级数愈高，它所吸收的能量越低， 运行的距离就越短，所以在离位原子 级联碰撞的最后路程上就会形成由 Frenkel缺陷对组成的离位峰，同时， 上述方式所产生的空位和间隙原子也 可能部分地相遇而消失，或被晶界与 缺陷之类的尾间（Sink）所吸收，或 者空位与间隙原子各自通过聚集、崩 塌还会形成位借环、堆垛层错环以及 增加位错密度等。另外，辐照还会加 速沉淀，产生贫原子区、微空洞等。 因在这些缺陷周围应力场较大，故使 位错运动受阻而引起材料硬化、强化 和脆化。
固体物质(靶):
入射粒子与固体之间的交互作用取决于
Βιβλιοθήκη 辐照效应机理钢受快中子（＞1MeV）轰击 后，被撞原子产生离位现象， 同时原结点位置变成一个空位， 而它本身经过串级碰撞后，滞 留在晶格之间成为一个间隙原 子，于是就形成了Frenkel缺 陷对。因快中子能量而故可连 续地击出许多离位原子，直至 中子逸出或能量耗尽为止。由 于初级离位原子受中子轰击时 吸收了大量能量，所以它们也 能将其它原子从所在的点阵位 置上轰击出去，从而构成了二 级、三级以至更多级的串级碰 撞效应。
(a)
(b)
Precipitation of ′-phase (a) and M7C3 (b) in annealed Fe–8Cr after irradiation in BR-10 at 400 °C to 25.8 dpa.
热峰
在离位峰内，因间隙原子非常多， 碰撞后的剩余能密积后，还可能 使局部微区的温度上升得很高。 所以离位峰相伴而生的还有热峰。 热峰的温度越高，其体积越小， 存在的时间越短；反之，较大、 较长。可见，热峰是局部微区温 度急升骤降的现象。这如同淬火 过程，也会使材料产生硬化和脆 化。
(a)
(b)
Microstructure of pure Fe after irradiation in BR-10 at 400 °C to 25.8 dpa. (a) Specimen in 250% cold deformed condition and (b) annealed condition.
金属材料的辐照损伤机理 辐照后的微观组织变化
辐照与固体物质之间的交互作用
辐照入射粒子包括下列三种:
中性粒子: 中子, gamma 射线(光子) 带电粒子: α粒子(He核)、质子、电子 高能原子、离子: 裂变产物、一次碰撞反冲原子、加速的离子 相对于入射粒子的能量，固体物质(靶)可看作是相对静止的原 子， 靶原子核具有质量，电子具有～keV的能量������ 入射粒子的带电荷数 入射粒子的速率 入射粒子与原子的原子核和核外电子之间的作用是相对独立的 交互作用用散射截面来衡量
(a)
(b)
Dislocation structure of Fe–Cr alloys after irradiation in BR-10 at 400 °C to 25.8 dpa. (a) Fe–6Cr alloy, 250% cold deformed, martensite and (b) Fe–12Cr alloy, annealed condition, ferrite.
离位峰的原始形式
离位峰
一个初级离位原子以这样的方式，可 以级联撞出104个次级离位原子，同 时也伴生了同样多的空位。离位原子 的级数愈高，它所吸收的能量越低， 运行的距离就越短，所以在离位原子 级联碰撞的最后路程上就会形成由 Frenkel缺陷对组成的离位峰，同时， 上述方式所产生的空位和间隙原子也 可能部分地相遇而消失，或被晶界与 缺陷之类的尾间（Sink）所吸收，或 者空位与间隙原子各自通过聚集、崩 塌还会形成位借环、堆垛层错环以及 增加位错密度等。另外，辐照还会加 速沉淀，产生贫原子区、微空洞等。 因在这些缺陷周围应力场较大，故使 位错运动受阻而引起材料硬化、强化 和脆化。
固体物质(靶):
入射粒子与固体之间的交互作用取决于
Βιβλιοθήκη 辐照效应机理钢受快中子（＞1MeV）轰击 后，被撞原子产生离位现象， 同时原结点位置变成一个空位， 而它本身经过串级碰撞后，滞 留在晶格之间成为一个间隙原 子，于是就形成了Frenkel缺 陷对。因快中子能量而故可连 续地击出许多离位原子，直至 中子逸出或能量耗尽为止。由 于初级离位原子受中子轰击时 吸收了大量能量，所以它们也 能将其它原子从所在的点阵位 置上轰击出去，从而构成了二 级、三级以至更多级的串级碰 撞效应。
(a)
(b)
Precipitation of ′-phase (a) and M7C3 (b) in annealed Fe–8Cr after irradiation in BR-10 at 400 °C to 25.8 dpa.
热峰
在离位峰内，因间隙原子非常多， 碰撞后的剩余能密积后，还可能 使局部微区的温度上升得很高。 所以离位峰相伴而生的还有热峰。 热峰的温度越高，其体积越小， 存在的时间越短；反之，较大、 较长。可见，热峰是局部微区温 度急升骤降的现象。这如同淬火 过程，也会使材料产生硬化和脆 化。
(a)
(b)
Microstructure of pure Fe after irradiation in BR-10 at 400 °C to 25.8 dpa. (a) Specimen in 250% cold deformed condition and (b) annealed condition.