Способ определения радиационных точечных дефектов в конструкционных материалах

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .саиЛЮакнщРЕСГЬБЛИН ОЮ 01) 3 а) С 01 К 27/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Госуаа СТВВЕЫЙ НОМИТИТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ Н АВТОРСКОМУ СВИДВТВВСТВУ(71) Харьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени и ордена Дружбынародов государственный университетим, А.М.Горького(56) 1. Голанд А. Новости физики твердого тела. М., "Мир", 1979, вып, 9,с. 243-375.2. Ноапга А. ег. а 1. СЬапяе оГе 1 есгг 1 са 1 гездзгдчдгу оК шега 1 Г 11 вз.Ьощйагйед м 1 гЬ Ье 1 ыа допз оГ 1 очепег 8 у, - 3. "Арр 1. РЬуз.", 1974,ч. 45, В 6, р. 2394-2395.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ по измерению электросопротивления тонких пленок этих материалов в процессе облучения их потоком ионов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения точности определения радиационных точечных дефектов внедрения, измерение электросопротивления ведут при температуре Т , лежащей в интервале ТЕРСТИ,МСТвн Ф где Трр- температура отжига дефектов типа Френкеля. Тзц- температура отжига дефектов внедрения, а энергию оббучающего потока ибнов выбирают из условия й3, где Й - толщина облучаемой пленки,- пробег ионов облучающего пучка в данном материале.Изобретение относится к физикохимич еским ме тод чм анализа нещест ва, а именно к способам определения радиа. ционных повреждений на начальной стадии зарождения дефектов н кристаллической структуре твердых тел, и может быть использовано н атомной энергетике. Например, знание условий образования определенных точечных дефектов в конструкционных материалах (таких 1.0 как Мо, Ч, ВЬ и т .д .) позволяет рассчитать срок их службы в ядерных реакторах.Известен способ определения радиационных точечных дефектов, заключаю щийся н том, что исследуемый материал облучают потоком ионов и измеряют его электросопротивление. По величине изменения электросопротинления определяют количество радиационныхО дефектон 1 .Однако этот способ не позволяет определить, какой тип точечных дефектов вызывает прирост электросопротивления, так как в облученнных матери- Я 5 алах присутствуют дефекты двух типов: собственные точечные дефекты (пары Френкеля) и примесные (внедренные частицы облучающего ионного потока).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения радиационных точечных дефектов в конструкционных материалах по измерению электросопротивления тонких пленок этих материалов в процессе облучения . По величине прироста электросопротинления опФ ределяют концентрацию дефектов 2.Однако н тонких пленках металла (конструкционного материала) с тапщинами, соизмеримыми с длиной пробега ионов облучающего потока, собственные и внедренные радиационные дефекты также не разделены.Целью изобретения является повышение точности определения радиационных точечных дефектов внедрения нконструкционных материалах,Указанная цель достигается тем,что согласно способу определения радиационных точечных дефектов в конструкционных материалах по измерению электросопротинления тонких пленок этих материалов н процессе облучения их потоком ионов, измерение 55электросопротинления ведут при температуре Т ц, лежащей в интервалеТ, сТсТ , где Т,- температура отжига дефектов типа Френкеля. Т 8, - температура отжига дефектов внедрения, а энергию облучающего потока ионов выбирают из условия д - Э, где Й - толщина облучаемой пленки, 9 пробег ионов облучающего пучка в данном материале.Пример реализации способа.Пленку ванадия выбирают толщиной 6 = 1500 А (так как для потока ионов Неф с знер.ией 40 кэВ Я для ванадия равна 1500 А) . Температуру облучения Т выбирают выше Т, г и ниже Т 1,н, Температуры Т,р и Т определяют следующим образом. Для определения температы Тррут пленку 7 с толщиной й = 300 А (по условиюг3 )й ), облучают ее ионами Не с энергией 40 кэВ при комнатной температуре (дефекты типа пар Френкеля при этой температуре полностью не отжигаются. Измеренное увеличение электро- сопротивления при розе облучения 10 ион/смг составляет 57 ОблученЬную пленку затем нагревают до возврата электросоцротинления на обычную температурную зависимость данного материала, Температура, при которой этот возврат происходит, и есть Т, так, н нашем случае Т = 300 С.Для определения Т берут пленку ванадия с толщиной с 1, = 1500 А, облучают ее ионами Не с энергией140 кэВ (Ъ-й 1, т.е. большая часть ионов остается в пленке) при комнатной температуре, Затем в процессе нагрева облученной пленки записывается кривая газовыделения внедренного гелия в зависимости от температуры нагрева, Температура начала интенсивного газовыделения гелия и есть Т, В нашем случае Т= 700 С.Таким образом, температура облучения Тщлежит в интервале 300 С с , Тц700 С. Концентрация внедренного гелия оценивается по формуле Сн=/ 1, 100, где Са, - концентрация дефектов внедрения в ат.7.;0 доза облучения образца ионным пучком; д,1 - толщина пленки, при которой частицы пучка полностью внедряются в пленку; М - число атомов вещества пленки в единице объема.Увеличение электросопротивления дН в результате облучения в указанных условиях определяется наличием дефектов одного типа, а именно дефектов внедрения. ЬК = С ЬК, где АКЗаказ 7188/27 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ПППпатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Э 1117 прирост электросопротивления на 1 ат,Х дефектов внедрения.Таким образом, концентрация внед,ренного гелия при дозе облучения 10 ион/см составляет, С= 1 ат 7,6а прирост электросопротивления, измеренный,при этой же дозе, равен 153. 521Использование предлагаемого способа определения радиационных точеч" ных дефектов в конструкционных материалах позволяет определять точечные дефекты внедрения с повьипенной точностью по сравнению с известными способами.