Движение и взаимодействие точечных дефектов происходят и при облучении, если температура достаточно высока. Даже при низкой окружающей температуре эти процессы развиваются в областях торможения тяжелых частиц – термических пиках. Это объясняет уменьшение эффекта радиационных повреждений (например, эффекта роста электросопротивления) при очень большой дозе облучения («радиационный отжиг»). Взаимодействие первичных радиационных дефектов с примесями является еще одним фактором, существенно усложняющим характер дефектов. Примером такого взаимодействия является картина дефектов, наблюдавшихся при дифракционной электронной микроскопии в облученном быстрыми нейтронами (1МэВ) железе. Уже после сравнительно малого флюенса около 1015 нейтр./см2 были замечены области нарушения около 100 А с концентрацией 1014 см-3, которые можно было связать с наличием примеси углерода и азота и процессом их выделения. Количественная оценка степени радиационного повреждения производится по эффекту повышения электросопротивления. Эффект возрастания электросопротивления различен для разных металлов и зависит от атомной массы и типа кристаллической решетки (в случае компактных структур эффект меньше). О соотношении между концентрациями вакансий и межузельных атомов можно судить по изменениям периода решетки и удлинению образцов: более быстрое увеличение длины проволочного образца, чем периода решетки (рисунок 144), свидетельствует о большей концентрации вакансий. Расчет показывает, что флюенс 1018 нейтр./см2 создает одну вакансию на 105 атомов облучаемого металла (для о.ц.к. решетки было принято, что объем вакансии составляет 0,6–0,8 атомного объема). Представление о различии радиационных дефектов после облучения нейтронами и электронами дает изменение ширины и интенсивности рентгеновских интерференций. Исследование проводили на монокристаллах молибдена, что позволило выявить эффекты анизотропии воздействия радиации. Облучение электронами привело к ослаблению интенсивности отражений пропорционально е-2М, (при М~h2i, т. е. пропорциональном сумме квадратов индексов интерференции); ширина линий не изменилась. Это означает, что облучение электронами создает только точечные дефекты (вакансий и межузельные атомы) и не вызывает заметных изменений субструктуры молибдена. Наименьшими (практически отсутствовали) были рентгеновские эффекты для направления в кристалле [110], наибольшими – для [111].
Основные рентгеновские эффекты нейтронного облучения: размытие интерференций и относительное повышение интенсивности интерференций с малыми индексами. Оба эффекта можно истолковать как измельчение блоков мозаики, так как эффект уширения линий пропорционален функции тангенса угла Вульфа-Брэгга, а рост интенсивности связан с уменьшением экстинкции. Таким образом, характерными для радиационного повреждения от нейтронного облучения являются дефекты дислокационного типа (наряду с точечными дефектами).
Точечные дефекты, возникающие при облучении электронами, а также квантами при подходящих условиях могут образовывать более или менее сплошные комплексы, взаимодействуя между собой или с примесными атомами. Был сделан вывод о появлении упорядоченных группировок точечных дефектов в молибдене непосредственно после облучения γ-квантами (энергия 1,3 МэВ при 35±5°С): на рентгенограммах кроме возрастания диффузного фона наблюдали резкий пик, соответствующий индексам отражения (100). Этот пик исчезал при нагреве в области 200–400°С, диффузный фон от хаотически расположенных точечных дефектов исчезал при нагреве до 600–800°С.
Заключение по вопросу превращений в твердом состоянии.
1. Превращения со смещением имеют место, когда пространственная решетка атомов систематическим образом смещена так, что не происходит разрыва атомной связи. Этот тип включает в себя мартенситное превращение. В этих превращениях высокотемпературная фаза имеет более симметричное построение атомов, большую амплитуду термических колебаний и большую энтропию, чем низкотемпературная фаза. Скорости превращений очень высоки.
2. Превращения с перестройкой. Включают разрыв пространственной сетки атомов и образование новой сетки, т. е. фаза с новой решеткой. Может наблюдаться первичная координация, причем в начальной фазе она такая же, как и в старой (атомы перемещаются на кратчайшие расстояния, и начальная фаза будет отличаться от старой вторичной координацией). Примером может служить соединение SiO2 – кварцевый песок. Для соединений с низкой координацией такой тип наиболее вероятен. В некоторых превращениях меняется не только вторичная, но и первичная координация. Иногда может быть изменен тип связи (серое олово, белое олово, алмаз, графит).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.