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，从理论上和实验上研究了辐射照射引起的合金无序和沉淀颗粒溶解的动力学。今年，我们利用蒙特卡罗方法进行了计算机模拟实验，主要是为了阐明辐照引起的异质结构无序对无序过程本身或辐照后的重排序过程的影响。所得结果总结如下。 (1) 作为模型系统，我们假设基于面心立方结构的 A3B 合金，该结构由具有周期性边界条件的 80x80x80 晶格点组成。假设直到第四个邻居的原子之间存在相互作用，并且初始状态被设置为L12型完全有序状态或无序状态。为了简化计算，在短时间单位内分别处理由于原子的辐照和热交换而引起的局部无序。首先，假设以一定的概率随机形成半径为R的损伤区域，并且该区域内的原子排列瞬间变得不规则，然后在该时间单位I内进行热原子位置交换。通过重复这样的计算，我们研究了原子排列随时间的变化。 (2)不规则化随着辐照而进行，但当R较大时，速度更快。另一方面，我们发现辐照后的重新排序也取决于 R 的大小，并且结构异质性影响这些过程。研究发现，辐照后的重排序过程明显快于无序状态的热重排序过程。这被认为是因为一些高度有序的区域在照射后保留下来，并且使用这些区域作为核可以容易地形成有序域。 (3)实验表明，通过300keVNi离子辐照而几乎无序化的Ni_3Al合金在比通过气相沉积均匀无序化的合金更低的温度下开始变得有序化，认为造成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。

C. Abromeit, S. Matsumura: "Modeling of the heterogeneous long range ordering induced by cascade irradiation in L12 ordered alloys"Proc. Int'l. Conf. Solid-Solid Phase Transformations'99. 409-412 (1999)

C. Abromeit，S. Matsumura：“L12 有序合金中级联辐照诱导的异质长程有序的建模”Proc。