3. Results and discussion
Fig. 2 shows the bright-field micrographs of the cross-sectioned
CW 316 SS specimens before and after ion irradiation. For the unirradiated
CW 316 SS, some dislocations were observed, as shown in
Fig. 2(a). In addition to the dislocations, almost no defects could be
observed in the observation field of unirradiated specimen. However,
in the case of CW 316 SS irradiated to 0.62 dpa, a large number
of nano-scale black spot defects appeared (Fig. 2(b)). Noticing
that there are nearly no defects in the regions where the depth
exceed 1.4 lm, this is consistent with the SRIM calculations. The
enlarged image indicates that the black spots were some dislocation
loops, range in the diameter size from 3 to 10 nm (Fig. 2(c)).
As the ion dose increased from 0.62 to 3.7 dpa (Fig. 2(d) and (e)),
The TEM images show similar observations to that of 0.62 dpa.
Due to the high energy used in this study, energetic Xe ions will
be able to knock atoms out of their equilibrium positions and form
a large number of point defects within high-energy displacement
cascades. With the formation of loops observed even at a low dose
of 0.62 dpa, it is possible that compact cascades are formed with
heavier Xe26+ ions, without the formation of sub-cascades. According
to Gilbert et al., this may give rise to a sufficiently high vacancy
loop population directly from the collapse of single cascades [19].
Especially in iron, it is generally well known that vacancy-type
defects are produced within the core of displacement cascades,
especially at lower temperatures, as vacancies are found to have
a significantly higher activation energy for migration (0.67 eV)
compared to interstitial defects (0.34 eV) [20,21]. Though vacancies
and self-interstitials are produced in equal quantities, experimental
observations of this type lead us to conclude that vacancytype
dislocation loops are visible in the TEM as self-interstitial type
defects are likely to escape from the collision cascade region due to
defect annihilation or recombination at this temperature [22]. MD
simulations, like those of Calder and Bacon [22], also demonstrate
that the absence of interstitial type loops in such experiments are
due to their high mobility. This phenomenon has also been
observed on pure Fe irradiated with Xe and other very heavy ions,
which may explain the type of dislocation loops observed for irradiated
CW 316 SS in this study [23].
3 . ผลและการอภิปราย
รูปที่ 2 แสดงพื้นที่สว่าง micrographs ไม้กางเขนตัด
CW 316 SS ตัวอย่างก่อนและหลังการฉายรังสีไอออน สำหรับ CW รังสี
316 SS บางค่าธรรมเนียมลดลง ดังแสดงในรูปที่ 2 (
) นอกจากจะหลุดไปเกือบจะไม่มีจุดบกพร่อง อาจจะพบในการสังเกต
ด้านการฉายตัวอย่าง อย่างไรก็ตาม
ในกรณีของ CW 316 SS ฉายรังสีแบบ DPA ,
จำนวนมากนาโนขนาดสีดำจุดบกพร่องที่ปรากฏ ( รูปที่ 2 ( ข ) ) สังเกตเห็น
ว่ามีเกือบไม่มีบกพร่องในภูมิภาคที่ความลึก
เกิน 1.4 อิม ซึ่งสอดคล้องกับ ิม การคำนวณ
ขยายภาพพบว่า จุดสีดำเป็นลูปบางหลุด
, ในช่วงเส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 3 - 10 nm ( รูป ( c )
2 )เป็นไอออนปริมาณเพิ่มขึ้นจาก 1 ถึง 3.7 DPA ( รูปที่ 2 ( d ) และ ( e ) ) ,
เต็มๆ ภาพแสดงการสังเกตคล้ายกับที่ 0.62 DPA .
เนื่องจากการสูง พลังงานที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ พลังไอออน XE จะ
สามารถเคาะอะตอมจากตำแหน่งสมดุลของพวกเขาและรูปแบบ
มีจุดบกพร่องภายในกราฟการกระจัด
น้ำตก . กับการสร้างลูป สังเกตที่ dose ต่ำ
062 DPA เป็นไปได้ว่า กระชับขึ้นด้วยน้ำตก
หนัก xe26 ไอออน โดยการซบน้ำตก . ตาม
กับ Gilbert et al . , นี้อาจก่อให้สูงพอว่าง
ห่วงประชากรโดยตรงจากการล่มสลายของเดี่ยวลดหลั่น [ 19 ] .
โดยเฉพาะในเหล็ก มันเป็นโดยทั่วไปที่รู้จักกันดีว่าตำแหน่งงานว่างประเภท
ข้อบกพร่องผลิตภายในแกนของการกระจัดตกน
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุณหภูมิต่ำ เช่น ตําแหน่งงานว่างจะมี
สูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์เพื่อการโยกย้ายถิ่นฐาน ( 0.67 EV )
เมื่อเทียบกับดูข้อบกพร่อง ( 0.34 EV ) [ 20,21 ] แม้ว่างาน
และตนเอง interstitials ผลิตในปริมาณที่เท่ากัน ทดลอง
สังเกตชนิดนี้ทำให้เราสรุปได้ว่า vacancytype
ลูป เคลื่อน จะปรากฏในแบบที่ตนเองดูประเภท
ข้อบกพร่องมีแนวโน้มที่จะหนีจากน้ำตกชนเขตเนื่องจากข้อบกพร่องหรือการทำลาย
ที่อุณหภูมิ [ 22 ] MD
จำลอง , เช่นบรรดาของคาลเดอร์และเบคอน [ 22 ] , ยังแสดงให้เห็นถึง
ที่ขาดชนิด interstitial ลูปในการทดลอง เช่น
เนื่องจากความคล่องตัวสูงของพวกเขา ปรากฏการณ์นี้ยังได้รับการพบในเหล็กบริสุทธิ์
การฉายรังสี XE และไอออนหนักมาก อื่น ๆ ,
ซึ่งอาจจะอธิบายประเภทของหลุดลูปสังเกตสำหรับการฉายรังสี
CW 316 SS ในการศึกษา [ 23 ]
การแปล กรุณารอสักครู่..