Окисление циркония после облучения ионами аргона

Автор(ы) С.М. Дуванов , В.А. Батурин , А.Ю. Карпенко
Принадлежность

Институт прикладной физики НАН Украины, ул. Петропавловская, 58, 40030 Сумы, Украина

Е-mail
Выпуск Том 7, Год 2015, Номер 1
Даты Получено 03.12.2014, опубликовано online 25.03.2015
Ссылка С.М. Дуванов, В.А. Батурин, А.Ю. Карпенко, Ж. нано- электрон. физ. 7 № 1, 01035 (2015)
DOI
PACS Number(s) 68.47.De, 25.55.Ci, 68.49. – h, 81.16.Pr, 66.30. – h
Ключевые слова Цирконий, Ионное облучение, Окисление, Проективный пробег.
Аннотация В работе обнаружено окисление приповерхностных слоёв образцов чистого циркония в результате облучения ионами аргона в атмосфере остаточных газов вакуумной камеры. Облучение реализовано ионами Ar+ с энергией 100 кэВ, флюенсом 1 * 1017 см – 2, температура образцов не превышала 150 °С. Элементный анализ модифицированных слоев выполнен с использованием спектрометрии резерфордовского (РОР) и резонансного упругого обратного рассеяния (РезОР) ионов гелия-4 (резонанс в рассеянии 16O(4He,4He)16O при энергии около 3,045 МэВ). Стехиометрический состав оксидной плёнки на поверхности обнаружен близким к ZrO2. Плёнки имели фиолетовый окрас. Толщина оксидного слоя найдена равной около 660 нм, что почти на порядок превышает величину расчётного проективного пробега ионов аргона в цирконии (Rp  69,3 нм, SRIM2008). Предполагается, что окисление носило линейный (или разрушительный) характер. Полученные результаты позволяют предложить альтернативный механизм увеличения коррозионной стойкости U, Zr и его сплавов после облучения ионами He, Ar, Kr, Xe, обнаруженного ранее экспериментально в литературе. Обсуждается возможный механизм быстрой диффузии атомов кислорода и формирования протяжённого оксидного слоя.

Список литературы