·906· 工程科学学报，第39卷，第6期 (a) b 100nm 100nm 图3不同辐照条件下自由品界处的空洞分布.()电子辐照：(b)脉冲激光-电子束双束同时辐照（图中黑色虚线表示无空洞区域边界位 置) Fig.3 Void distribution near random grain boundary under electron irradiation (a)and simultaneous pulsed-laser and electron dual-beam irradiation (b)(black dashed line in the figure represents the VDZ boundary) Cr b) 00 nm 图4不同辐照条件下品界处成分的面扫描结果.()电子束辐照：(b)脉冲激光-电子束双束同时辐照 Fig.4 Mapping results of components near grain boundary under different irradiations:(a)electron iradiation;(b)simultaneous pulsed-laser and electron dual-beam irradiation 界处的C、Ni成分进行了点分析，结果如图5所示.图 具体的数值差异还需计算得到.Millett等2)认为，在 中横坐标0处表示晶界位置，纵坐标0处表示偏析量 点缺陷浓度远大于其热平衡浓度时，W、z与空位扩散 为0.可以看出远离晶界处C和Ni并无偏析产生，但 性能有关.同时，Sakaguchi等2]给出了晶界吸收间隙 越靠近晶界，Cr和Ni的偏析量越大，并在晶界处达到 原子时，捕获半径（进入该半径内的间隙原子会流 最大值.其中，电子辐照下晶界处Cr和Ni的偏析量分 入晶界中)与间隙原子扩散通量D,C:的关系，如下式 别为-10.2%和+22.5%(“-”表示贫化，“+”表示 所示. 富集)：而同时辐照下为-5.4%和+8.3%，其偏析程 =[2D,C,/G]n. (1) 度明显小于电子辐照.除了偏析程度外，同时辐照的 式中：D为间隙原子扩散系数，C为间隙原子浓度， 偏析宽度（晶界附近最远偏析处与晶界的距离），Ws, D.C,为间隙原子扩散通量；G为辐照损伤速率，dpas. 约为25nm,也远小于电子辐照下的55nm.这表明同 当辐照剂量达到3.6dpa时，试样内部点缺陷浓度 时辐照限制了空位向晶界扩散，这与前面无空洞区域 已经过饱和，而且空位及间隙原子的扩散也早已进入 的结果一致 稳定阶段，因此可以作如下假设： 2.3两种辐照下空位扩散通量的计算 (a)式(1)对空位同样适用.因此，式(1)可改为： 晶界附近无空洞区域以及偏析情况表明同时辐照 =[2D Cy/G] (2) 下扩散到晶界的空位数量低于电子辐照，但两者之间 此时中≈W、z工程科学学报,第 39 卷,第 6 期 图 3 不同辐照条件下自由晶界处的空洞分布 郾 (a)电子辐照;(b)脉冲激光鄄鄄电子束双束同时辐照(图中黑色虚线表示无空洞区域边界位 置) Fig. 3 Void distribution near random grain boundary under electron irradiation (a) and simultaneous pulsed鄄laser and electron dual鄄beam irradiation (b) (black dashed line in the figure represents the VDZ boundary) 图 4 不同辐照条件下晶界处成分的面扫描结果 郾 (a)电子束辐照;(b)脉冲激光鄄鄄电子束双束同时辐照 Fig. 4 Mapping results of components near grain boundary under different irradiations: (a) electron irradiation; (b) simultaneous pulsed鄄laser and electron dual鄄beam irradiation 界处的 Cr、Ni 成分进行了点分析,结果如图5 所示. 图 中横坐标 0 处表示晶界位置,纵坐标 0 处表示偏析量 为 0. 可以看出远离晶界处 Cr 和 Ni 并无偏析产生,但 越靠近晶界,Cr 和 Ni 的偏析量越大,并在晶界处达到 最大值. 其中,电子辐照下晶界处 Cr 和 Ni 的偏析量分 别为 - 10郾 2% 和 + 22郾 5% (“ - 冶 表示贫化,“ + 冶 表示 富集);而同时辐照下为 - 5郾 4% 和 + 8郾 3% ,其偏析程 度明显小于电子辐照. 除了偏析程度外,同时辐照的 偏析宽度(晶界附近最远偏析处与晶界的距离),WRIS , 约为 25 nm,也远小于电子辐照下的 55 nm. 这表明同 时辐照限制了空位向晶界扩散,这与前面无空洞区域 的结果一致. 2郾 3 两种辐照下空位扩散通量的计算 晶界附近无空洞区域以及偏析情况表明同时辐照 下扩散到晶界的空位数量低于电子辐照,但两者之间 具体的数值差异还需计算得到. Millett 等[27] 认为,在 点缺陷浓度远大于其热平衡浓度时,WVDZ与空位扩散 性能有关. 同时,Sakaguchi 等[28]给出了晶界吸收间隙 原子时,捕获半径 r gb i (进入该半径内的间隙原子会流 入晶界中)与间隙原子扩散通量 DiCi 的关系,如下式 所示. r gb i = [2DiCi / Gdpa] 1 / 2 . (1) 式中:Di 为间隙原子扩散系数,Ci 为间隙原子浓度, DiCi 为间隙原子扩散通量;Gdpa为辐照损伤速率,dpa·s -1 . 当辐照剂量达到 3郾 6 dpa 时,试样内部点缺陷浓度 已经过饱和,而且空位及间隙原子的扩散也早已进入 稳定阶段,因此可以作如下假设: (a)式(1)对空位同样适用. 因此,式(1)可改为: r gb V = [2DV CV / Gdpa] 1 / 2 . (2) 此时 r gb V 抑WVDZ . ·906·