Helium implanted FeCr alloys studied by positron annihilation lifetime technique

Abstract

The influence of chromium on the radiation damage resistance of iron based alloys has been studied using conventional positron lifetime technique and a pulsed low energy positron beam. To simulate high neutron flux, the helium implantation has been used. Different levels of helium doses (6.24·10¹⁷–3.12·10¹⁸ cm⁻²) corresponding to a local damage of up to 90 dpa were accumulated in a thin <1 μm region. Four different binary FeCr alloys (2.6; 4.6; 8.4; 11.6 wt.% of Cr) have been used in this study. The obtained results show that chromium has a significant effect on the size and distribution of the created defects. The character of these defects has been determined as large voids (>1 nm) and small vacancy clusters together with the initial dislocations and small point defects.

Досліджувався вплив хрому на стійкість до радіаційного пошкодження сплавів на основі заліза за допомогою загальновизнаного методу вимірювання часу життя позитронів та імпульсного пучка позитронів низької енергії. Різні рівні доз гелію (6,24·10¹⁷– 3,12·101¹⁸см⁻²), що відповідають локальному пошкодженню до 90 зсувів/атом, накопичувались в області товщиною не менш 1 мкм. У даній роботі використовувались чотири бінарних сплави Fe-Cr (2,6; 4,6; 8,4; 11,6 ваг.% Cr). Отримані результати показують, що хром має значний вплив на розмір та розподіл створених дефектів. Характер цих дефектів визначався у вигляді великих пор (>1 нм) і малих вакансійних кластерів поряд з початковими дислокаціями і малими точковими дефектами

Исследовалось влияние хрома на стойкость к радиационному повреждению сплавов на основе железа с помощью общепринятого метода измерения времени жизни позитронов и импульсного пучка позитронов низкой энергии. Различные уровни доз гелия (6,24·10¹⁷– 3,12·101¹⁸см⁻²), соответствующие локальному повреждению до 90 смещ./атом, накапливались в области толщиной менее 1 мкм. В настоящей работе использовались четыре бинарных сплава Fe-Cr (2,6; 4,6; 8,4; 11,6 вес. % Cr ). Полученные результаты показывают, что хром оказывает значительное влияние на размер и распределение созданных дефектов. Характер этих дефектов определялся в виде больших пор (>1 нм) и малых вакансионных кластеров наряду с начальными дислокациями и малыми точечными дефектами.