放射線照射に伴う規則析出相の不安定化と微細組織制御の可能性

由于辐射照射导致有序沉淀相不稳定和微观结构控制的可能性

• 批准号: 11123230
• 负责人: 松村 晶
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11123230/
• 关键词: 一次相転移; 放射線照射; 規則合金; モンテカルロ法; 相安定性; 非平衡相転移; 組織制御

本研究では、放射線照射に伴う合金の不規則化と析出粒子の溶解過程の速度論を理論ならびに実験の両面から検討を行っている。本年度は主に照射によって発生する不均質な構造の乱れが不規則化過程それ自身、あるいは照射後の再規則化過程に及ぼす影響を明らかにすることを目的として、モンテカルロ法による計算機模擬実験を行った。以下に、得られた成果をまとめて記す。(1)モデル系として周期境界条件をもつ80x80x80の格子点からなる面心立方構造を基本とするA3B合金を想定した。原子間には第4隣接まで相互作用が働いていると仮定し、初期状態はL12型の完全規則状態あるいは不規則状態とした。計算では簡単化のために、短い時間ユニット内で照射による局所的な不規則化と熱的な原子の位置交換を分けて取り扱った。まず半径Rの損傷領域がある決められた確立でランダムに形成され、その領域の中では原子配列が瞬間的に不規則化するものとし、その後に熱的な原子の位置交換をその時間ユニットにわたって進めた。このような計算を繰り返すことにより、原子配列の経時変化を調べた。(2)照射に伴い不規則化が進行するが、その速度はRが大きい場合の方が速い。一方、照射後の再規則化もRの大きさに依存しており、構造の不均質性がこれらの過程に影響を及ぼすことがわかった。不規則状態からの熱的な規則化過程と比較すると、照射後の再規則化は著しく速く進行することが明らかとなった。これは照射後も部分的に規則度の高い領域が残っており、それを核として規則ドメインが容易に発達することができるためと考えられる。(3)300keVNiイオンを照射してほぼ不規則化したNi_3Al合金は、蒸着によって均一な不規則状態としたものと比べてより低い温度から規則化が開始することが実験で明らかにされており、その違いの原因の1つとして構造の不均質性の違いが考えられる。

在这项研究中，我们研究了合金不规则性的理论和实验方面，以及与辐射相关的沉淀颗粒的溶出过程的动力学。今年，我们使用Monte Carlo方法进行了计算机模拟实验，目的是阐明主要是由于对不规则化过程本身或照射后重新登记过程所引起的异质结构干扰的影响。以下是获得的结果的摘要。 （1）作为一个模型系统，我们基于面部中心结构的A3B合金，该结构由具有周期性边界条件的80x80x80晶格点组成。假定相互作用是在原子之间进行的，直到相邻的第四个状态，并且初始状态为L12型完全有序或不规则。为简单起见，计算是在短时间单位中分别处理的，由于照射和热原子位置交换而导致的局部违规行为。首先，它是在半径为r的固定固定机构中随机形成的，在该固定位置中，原子排列瞬间不规则，然后在整个时间单元上进行热原子交换。通过重复此类计算，检查了原子布置随时间的变化。 （2）不规则性会随着辐射而进展，但是当R很大时速度更快。另一方面，辐照后的重新排序也取决于R的大小，发现结构异质性会影响这些过程。与不规则条件下的热有序过程相比，已经表明，辐射后的重新调节速度明显更快。这被认为是因为辐照后具有很高规律性的区域部分保留，并且可以以此为核轻松开发有序的域。 （3）实验表明，Ni_3Al合金几乎通过用300 keVNi离子辐射而非规则地进行了不规则的序列，它开始在温度较低的温度下订购，而蒸发量均匀不规则，而导致这种差异的原因之一是结构异质性的差异。

项目成果

C. Abromeit, S. Matsumura, et al.: "Stability of ordered phases under irradiation"Journal of Nuclear Materials. 276. 104-113 (2000)

C. Abromeit、S. Matsumura 等人：“辐照下有序相的稳定性”核材料杂志。

K. Yasuda, S. Matsumura, et al.: "Disordering kinetics in Ni4Mo under irradiation with electrons and Mo ions"Proc. Int'l. Conf. Solid-Solid Phase Transformations'99. 405-408 (1999)

K. Yasuda、S. Matsumura 等人：“电子和 Mo 离子照射下 Ni4Mo 的无序动力学”Proc。

C. Abromeit, E. Camus, S. Matsumura: "Dissolution profiles of ordered particles under irradiation : Theoretical modelling and atom probe results"Journal of Nuclear Materials. 271-272. 246-250 (1999)

C. Abromeit、E. Camus、S. Matsumura：“辐照下有序粒子的溶解曲线：理论模型和原子探测结果”核材料杂志。

S. Matsumura, M. Okudaira, C. Kinoshita: "Dissolution of ordered precipitates due to heterogeneous desordering under irradiation with energetic particles"Proc. Int'l. Conf. Solid-Solid Phase Transformations'99. 417-420 (1999)

S. Matsumura、M. Okudaira、C. Kinoshita：“高能粒子照射下由于异质解序导致有序沉淀物的溶解”Proc。

S. Muller, C. Abromeit, S. Matsumura, et al.: "Disordering kinetics of Ni_3Al under ion irradiation"Journal of Nuclear Materials. 271-272. 241-245 (1999)

S. Muller、C. Abromeit、S. Matsumura 等人：“离子辐照下 Ni_3Al 的无序动力学”核材料杂志。