1997 Fiscal Year Annual Research Report
セラミックス材料の照射損傷過程に及ぼすイオン化誘起拡散と照射励起拡散の効果
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09750779
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安田 和弘 九州大学, 工学部, 助手 (80253491)
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| Keywords | alumina / magnesium aluminate spinel / ionization / desplacement / diffusion / TEM / microstructure / hardness |
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| Research Abstract |
【目的】マグネシア・スピネルおよびa-アルミナ中の欠陥集合体形成・成長過程に及ぼす格子励起と電子励起の相乗効果を明らかにすることを目的とする。
【実験方法】MgO・nAl_2O_3(n=1,2.4)、a-Al_2O_3およびVまたはNiを添加したa-Al_1O_3単結晶を試料とした。これらの試料に日本原子力研究所・高崎の加速器結合型電子顕微鏡を用いて200keVの電子と300KeVイオン(He^+,O^+,Mg^+,Ar^+)を重畳照射し、照射に伴う微細組織変化を電顕内で「その場」観察した。また、6keVAr^+イオン照射によって微小格子間転位ループを導入した試科に100〜1000keVの電子を300Kにて照射し、欠陥集合体の安定性を調べた。
【結果および考察】MgO・nAl_2O_3およびVまたはNiをドープしたα-Al_2O_3に300keVイオンと200keV電子線を重畳照射すると、イオン・電子畳照射領域に転位ループの形成が抑制された。α-Al_2O_3では、イオン単独照射領域と重畳照射領域のいずれの領域にも高密度の転位ループが形成され、微細組織に顕著な差は見られなかった。また、転位ループ形成の抑制効果は、不定比性スピネルよりも定比性スピネルにおいて顕著に現れた。微小格子間型転位ループを含む試料に電子照射を行うと、いずれの試料においても転位ループは消滅した。消滅速度は、電子エネルギーの低下に伴って大きくなり、またMgO・Al_2O_3>a-Al_2O_3>MgO・nAl_2O_3の順に従った。以上の結果から照射スペクトルの効果を、イオン照射に起因する欠陥集合体の核形成頻度とその電子照射下における安定性に基づいて考察した。次年度は、異価金属イオンをドープしたアルミナについて照射実験を進め、本年度の研究を更に発展させる。また、電価を考慮したキネティクスに関するモデリングも平行して進める。
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[Publications] K.Yasuda,R.Morisaki,C.Kinoshita,et al.: "Conurrent irradiation effects with ionization and displacement on the formation process of defect clusters in magnesium aluminate speinel" Prof.of 7th International Conference on Advanced Nuclear Energy Research. 384-390 (1997)
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[Publications] K.Yasuda,C.Kinoshita,R.Morisaki et al: "Role of irrodiation spectrum in the microstructure evolution of magnesium aluminate spinel" Philosopical Magozine A. (in press). 17 (1998)
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[Publications] K.Izumi,K.Yasuda,C.Kinoshita et al.: "Mechanical properties and minostructure of alumina and magnesium aluminate spinel irradiated with He ions" Journal of Nuclear Materials. (in press). (1998)
