Исследование радиационного окисления алюминия в системе алюминий-вода методами электропроводности и инфракрасной спектроскопии

Abstract

Методом электропроводности с учетом данных ИК-спектроскопии изучен процесс окисления алюминия в системе Al-H₂O под действием γ-облучения при комнатной температуре. На основе наблюдаемых особенностей кинетической закономерности радиационного окисления алюминия по логарифмической дозовой зависимости удельного сопротивления Al выявлена трехстадийность протекания процесса окисления в области поглощенной дозы (0.5…150)·10³ Гр. Показано, что переход от первой стадии к третьей сопровождается уменьшением электропроводности алюминия на 5 порядков и увеличением толщины оксидного слоя почти на порядок. Дискриминированы стадии окисления алюминия, установлены их дозовые границы и рассмотрены участие и роль поверхностных релаксирующих промежуточно-активных частиц в динамике изменений процесса окисления. Обсужден возможный механизм радиационного окисления алюминия в системе Al-H₂O.

Методом електропровiдностi зважаючи на данi IЧ-спектроскопiї вивчений процес окислення алюмiнiю у системi Al- H₂O пiд дiєю γ-опромінення при кiмнатнiй температурi. На пiдставi спостережених особливостей кiнетичноï закономiрностi радiацiйного окислення алюмiнiю за логарифмiчною дозовою залежнiстю удiльного опору Аl виявлена трьохстадiйнiсть протiкання процесу окислення в галузi поглиненоï дози (0,5…150)·10³ Гр. Показано, що перехiд вiд першоï стадiï до третьоï супроводжується зменшенням електропровiдностi алюмiнiю на 5 порядкiв і збiльшенням товщини оксидного шару майже на порядок. Дискримiнованi стадiї окислення алюмiнiю, встановленi їх дозовi межi та роль поверхневих релаксiруючих промiжно-активних частинок у динамiцi змiн процесу окислення. Обмiркований можливий механiзм радiацiйного окислення алюмiнiю у системi Al-H₂O.

Using the electrical conductivity method by taking into account of IR spectroscopy data process of oxidation of aluminum in a system aluminum-water under the influence of γ-irradiation at the room temperature has been studied. The third stage flowing of process of oxidation in the absorbed dose region (0,5...150)·10³ Gy has been revealed on the basis of observed peculiarities of the kinetic regularities of the radiation oxidation of aluminum on logarithmic dose dependence of specific resistance of Al. It has been shown that the transition from the first stage to third are accompanied with decrease of electrical conductivity of aluminum for 5 orders and increase of the oxide layer thickness almost for an order. The oxidation stages of aluminum have been discriminated, these dose boundaries have been established and a place and a role of surface relaxation intermediate – active particles on dynamic changes of oxidation process have been considered. The possible mechanism of radiation oxidation of aluminum in a system Al-H₂O has been discussed.