Лаборатория ядерных реакций им. Г. Н. Флерова

Семинар Центра прикладной физики

Дата и время: четверг, 12 марта 2020 г., в 15:00

Место: Конференц-зал, Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова

Тема семинара: «К вопросу о газовом распухании металлов, легированных гелием»

Авторы: А. С. Сохацкий¹, Т. В. Нгуен¹, В. А. Скуратов¹, И. А. Бобриков², Ж. О’Коннелл³, Ж. Нитлинг³, М. Здоровец<sup>4

1</sup> — ЛЯР, ОИЯИ
² — ЛНФ, ОИЯИ
³ — Центр просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, Университет им. Нельсона Манделы, Порт-Элизабет, ЮАР
⁴ — Институт ядерной физики, Астана, Казахстан

Докладчик: А. С. Сохацкий

Аннотация:

Образцы трех разных ферритных сталей: обычной AISI410S и двух экспериментальных дисперсно-упрочненных сплавов Сr16ODS и EP450ODS были равномерно легированы ионами гелия до концентраций 0,2 и 1 ат.% и отожжены в вакууме при 1023К.
Последующие ПЭМ исследования выявили различные закономерности развития газовой пористости в них: бимодальное распределение пузырьков газа вблизи границ зерен в сплавах AISI410S и Сr16ODS и равномерный рост пузырьков по всему объему зерен в сплаве EP450ODS. Измерения пузырьков из разных выборок, взятых в зависимости от режима роста, типа сплава и уровня легирования показали, что площадь поверхности пузырьков не изменяется при термическом росте газовой пористости, но остается пропорциональной концентрации имплантированного гелия, причем для всех сплавов она остается в пределах от 1×10⁴ до 2 ×10⁴ м²/моль. Независимо от типа материала укрупнение пузырьков происходит по механизму миграции и коалесценции. Объем газовой пористости увеличивается при росте пузырьков приблизительно пропорционально их размеру. Установлено, что давление газа внутри пузырьков не равно давлению поверхностного натяжения. Зависимость давления от размера пузырька при постоянной температуре повторяет изотерму для реального газа и намного сильнее, чем считалось ранее. Сделан вывод о том, что все пузырьки, независимо от давления газа внутри, находятся в состоянии термодинамического равновесия.