Окислення цирконію після опромінення іонами аргону

Автори С.М. Дуванов , В.А. Батурін , А.Ю. Карпенко
Приналежність

Інститут прикладної фізики НАН України, вул. Петропавлівська, 58, 40030 Суми, Україна

Е-mail
Випуск Том 7, Рік 2015, Номер 1
Дати Одержано 03.12.2014, опубліковано online 25.03.2015
Посилання С.М. Дуванов, В.А. Батурін, А.Ю. Карпенко, Ж. нано- електрон. фіз. 7 № 1, 01035 (2015)
DOI
PACS Number(s) 68.47.De, 25.55.Ci, 68.49. – h, 81.16.Pr, 66.30. – h
Ключові слова Цирконій (4) , Іонне опромінення, Окислення (13) , Проективний пробіг.
Анотація У роботі виявлено окислення приповерхневих шарів зразків чистого цирконію внаслідок опромінення іонами у атмосфері залишкових газів вакуумної камери. Опромінення виконано з використанням іонів Ar+ з енергією 100 кеВ, флюенсом 1*1017 см – 2, температура зразків не перевищувала 150 °С. Елементний аналіз модифікованих шарів виконано з використанням спектрометрії резерфордівського (РЗР) та резонансного пружного зворотнього розсіювання (РезЗР) іонів гелію-4 (резонанс у розсіюванні 16O(4He,4He)16O при энергії близько 3,045 МеВ). Стехіометричний склад окисної плівки на поверхні спостережено блізьким до ZrO2. Плівки мали фіолетовий колір. Товщина окисного шару дорівнює близько 660 нм, що майже на порядок перевищує величину обчисленого проективного пробігу іонів аргону у цирконії (Rp  69,3 нм, SRIM2008). Передбачається, що окислення мало лінійний (або руйнуючий) характер. Отримані результати дозволяють запропонувати інший можливий механізм підвищення корозійної стійкості U, Zr та його сплавів після опромінення іонами He, Ar, Kr, Xe, спостереженого раніше експериментально у литературі. Обговорюється можливий механізм швидкої дифузії атомів кисню та формування глибокого окисного шару.

Перелік посилань