Изменение структуры и текстуры в объеме оболочечных труб из сплавов на основе циркония при ионно-плазменной обработке поверхности

Abstract

При использовании рентгеновских методов изучена послойная неоднородность структуры и текстуры в оболочечных трубах из сплава Zr-1%Nb, подвергнутых обработке высокотемпературной импульсной гелиевой плазмой с энергией ионов не выше нескольких кэВ. В том случае, когда обработка не приводит к расплавлению поверхностного слоя, по всей толщине стенки трубы (0,9 мм) происходит существенное изменение исходной текстуры, свидетельствующее о дальнодействии ионного облучения. Плавление поверхностного слоя при увеличении плотности потока энергии ионов подавляет эффект дальнодействия. Структурные изменения в трубе ограничиваются искажением кристаллической решетки, связанным с протеканием α→β→α-фазовых превращений в слое толщиной до 40 мкм. Наиболее вероятным механизмом, ответственным за эффект дальнодействия ионного облучения, является распространение ударных волн, возникающих при торможении ионов.

При використанні рентгеновських методів вивчена пошарова неоднорідність структури та текстури в оболонкових трубах із сплаву Zr-1% Ni, підданих обробці високотемпературною імпульсною гелієвою плазмою з енергією іонів не вище декількох кеВ. У випадку, коли обробка не приводить до розплавлення поверхневого шару по всій товщині стінки труби (0,9 мм) має місто суттєва зміна вихідної текстури, що вказує на дальнодію іонного промінення. Розплавлення поверхневого шару при збільшенні щільності потоку енергії іонів пригнічує ефект дальнодії. Структурні зміни в трубі обмежуються викривленням кристаличної гратки, пов`язаним із протіканням α→β→α фазових перетворень у шарі товщиною до 40 мкм. Найбільш вірогідним механізмом, який відповідає за ефект дальнодії іонного опромінення, є розповсюдження ударних хвиль, які виникають при гальмуванні іонів.

A layer-by-layer structure and texture inhomogeneity of Zr-1%Nb cladding tubes, treated by the high-temperature pulse He plasma, was studied by use of X-ray methods. An energy of ions did not exceed several keV. When the treatment does not cause melting of the surface layer, essential changes of the initial texture take place over the whole thickness of the tube wall (0.9 mm), testifying in such a way about a long-range action of ion irradiation. Melting of the surface layer by an increase of the ion energy flow density represses the long-range effect, so that structure changes in the tube are restricted by distortion of the crystalline lattice due to development of α→β→α phase transformations within the layer of 40 µm thick. The most probable mechanism, responsible for the long-range effect of ion irradiation, is spreading of blast waves, arising by braking of ions.