/p>
В
Мігруючи по кристалу в процесі дифузійного руху, домішкові порушення (особливо високоподвіжной інертні гази) активно взаємодіють з власними дефектами, утворюючи так звані змішані дефектні кластери. Домішкові дефекти активно осідають на межах зерен полікристалів, дислокаціях та інших більш великих дефектах, утворюючи скупчення, які поступово можуть переходити в виділення так званої другої фази.
Газові домішки можуть збиратися в пухирці, взаємодіючи з вакансійних порами.
В
У складних багатокомпонентних матеріалах відзначений ще один вид дефектообразования - заміщення. Такий тип дефектів виникає за рахунок зміни атомів місцями у процесі атом-атомних зіткнень в каскадах зсувів, про які йшлося вище. Поява великої кількості заміщень, наприклад, в упорядкованому надпровідному сплаві типу Nb 3 Sn приводить до разупорядоченності сплаву, зміни його фізичних властивостей, і в Зокрема до втрати надпровідних властивостей.
Явище радіаційного розпухання металів
Одним з цікавих ефектів, пов'язаних з тим, що опромінювані метали і сплави пересичені точковими дефектами, є зародження і розвиток об'ємних скупчень вакансій у вигляді вакансійних пір. Ясно, що утворення таких порожнин у тілі кристала повинно призводити до загального збільшення його обсягу, то є до розпухання. Вперше вакансійних розпухання металів, пов'язане з порами розміром близько 10 нм, експериментально було виявлено в 1967 році [1]. Причому, як виявилося, розпухання, наприклад сталей, може досягати 6% і більше.
До самих небажаних наслідків распухания слід віднести деформацію, вигини і збільшення розмірів різних конструкцій, що може призводити до самосваріванію окремих деталей, заклинювання, перегрівів всередині працюючих установок.
Експериментальні дослідження радіаційного розпухання металів дозволили виявити основні закономірності цього явища: залежність від температури, інтенсивності та потоків опромінення, механічних напружень, а також від стану матеріалу (Попередньої обробки, легування і т.д.). Переважна більшість досліджень були проведені на використовуваних у сучасних атомних реакторах складних за складом сталях і сплавах. Іноді експерименти проводять на чистих металах, оскільки вони представляються надзвичайно важливими для створення реалістичних теоретичних моделей розпухання.
Так, було встановлено, що розпухання значною мірою залежить від температури, при якій відбувається опромінення того чи іншого металевого зразка (рис. 3). Типова крива температурної залежності распухания має колоколообразний вид. Починаючи з 0,25 Т пл (Т пл - температура плавлення) розпухання росте з підвищенням температури, досягаючи максимуму при (0,4-0,45) Т пл , а потім з подальшим зростанням температури починає зменшуватися, повністю зникаючи при 0,55 Т пл .
Однак така залежність неуніверсальність. При великих потоках опромінення в деяких металах і сплавах проявляється другий максимум распухания в області більш високих температур, причому найчастіше розпухання в другому максимумі більше, ніж у першому (див. рис. 3).
Виявилося, що рівень распухания в значній мірі залежить від наявності механічних напружень в процесі опромінення, а, як відомо, конструкційні вузли енергетичних установок завжди знаходяться під впливом різних механічних напруг. В області значень напруги від нуля до межі плинності матеріалу спостерігається практично лінійне зростання распухания. Таким чином, зразки, які під напругою, розпухають швидше, ніж ненапружені зразки.
Було також встановлено, що ступінь распухания матеріалу при тих чи інших умовах опромінення в значній мірі залежить від його структури і хімічного складу.
В
На основі інформації, отриманої при експериментальних дослідженнях распухания металів і їх сплавів, була розроблена теорія цього явища [2]. Коротко вона полягає в тому, що дислокації (лінійні дефекти), завжди наявні в опромінюваних матеріалах до досить великій кількості, взаємодіють з утворюються в процесі опромінення (утворення пар Френкеля) межузельного атомами кілька сильніше, ніж з вакансіями. Відбувається переважне поглинання міжвузлових атомів (преферанс). Потік міжвузлових атомів на дислокації починає кілька перевершувати потік вакансій. У результаті захоплення точкових дефектів дислокації починають переповзати, а дислокаційні петлі, про які йшлося вище, змінюють свої розміри. У підсумку на частку вакансійних пір, які є в основному нейтральними стоками, доводиться більший потік вакансій, ніж міжвузлових атомів. І якщо немає будь-яких стримуючих факторів для зародження і зростання пір, то опромінюваний матеріал розпухає.
За міру збільшення обсягу наших знань про распухании металів були вироблені і певні прийоми придушення цього небажаного для практики явища. Перший спосіб - це зміна змісту основних компонентів у сплавах;...
