第7期 乔建生等：450C高能电子辐照对LAM钢微观结构的影响 ·845· 材料中的位错环有空位型和间隙原子型两种 观察到空洞的存在，这时空洞的尺寸很小、数量有 透射电镜观察的“内衬外衬”实验方法习表明，在电 限，空洞的最大直径约为7nm,数密度为0.8X 子束辐照下，空位型位错环逐渐缩小以致最后消失， 1021m-3:当辐照损伤量达到3.6dpa(图4c)时， 间隙原子型位错环不断长大.图3中看到的位错环 空洞的尺寸明显长大，数量也在增加，空洞的最大直 在电子束辐照下，随辐照剂量的增加位错环不断长 径约为14nm,数密度约为26X1021m-3:在图4 大，是间隙原子型位错环.由于高能电子辐照产生 (c)中还可以看到有新的空洞产生：继续增加辐照剂 等量的空位和间隙原子，间隙原子聚集在一起形成 量，空洞的数量和直径都继续增加，当辐照损伤量达 近似圆形的盘片，盘片附近的原子塌陷下来这样间 到10dpa(图4d山)时，可以看到空洞的数量较多，最 隙原子聚集成为位错环，伴随着辐照过程的进行， 大空洞的直径已经达到21nm,而后最大空洞尺寸 材料中产生大量的空位和间隙原子，这些间隙原子 一直保持在22nm左右. 有可能聚集为新的、小的位错环；也有可能被己经存 辐照产生空洞包括形核和长大两个阶段.在高 在的间隙原子位错环吸收而使位错环长大；这是图 能电子的辐照下，晶体中的部分原子发生跃迁，脱离 3所示的随辐照损伤量增加，位错环直径长大和数 原来的晶格点阵位置，成为间隙原子，并留下一个空 密度增加的原因. 位，当空位浓度达到过饱和时，就会沿三维方向聚集 图4是CLAM钢在450℃进行电子辐照时辐 在一起形成辐照空洞的核心.随辐照剂量的增加， 照空洞的变化过程.从图4中可以看到，随着辐照 空位聚集的数量增多，空洞的尺寸增大；当超过一定 损伤量的增加，产生的空洞越来越多，并且尺寸也越 辐照剂量后，在较大的空洞周围的空位数量变少，较 来越大.辐照损伤量达到1.4dpa(图4(b)时，开始 大空洞继续长大要通过空位的远程迁移实现：空位 b 200m 图4CLAM钢在450℃电子辐照时辐照空洞的变化.(a)0dp(b)1.4dpa(c)36dpm(d10dps(e1l.5dp()13.2dps(g)13.8dps (h)15.6dpa Fig 4 Voids of CLAM steel iradiated by high energy ekctron at 450 C:(a)0dpa;(b)1.4dpa;(c)3.6dpa;(d)10dpa:(e)11.5dpa;(f)13.2dpa (g)13.8dpw(h)15.6dpa材料中的位错环有空位型和间隙原子型两种 . 透射电镜观察的“内衬外衬”实验方法[ 3] 表明, 在电 子束辐照下, 空位型位错环逐渐缩小以致最后消失, 间隙原子型位错环不断长大.图 3 中看到的位错环 在电子束辐照下, 随辐照剂量的增加位错环不断长 大, 是间隙原子型位错环 .由于高能电子辐照产生 等量的空位和间隙原子, 间隙原子聚集在一起形成 近似圆形的盘片, 盘片附近的原子塌陷下来, 这样间 隙原子聚集成为位错环.伴随着辐照过程的进行, 材料中产生大量的空位和间隙原子, 这些间隙原子 有可能聚集为新的、小的位错环;也有可能被已经存 在的间隙原子位错环吸收而使位错环长大;这是图 3 所示的随辐照损伤量增加, 位错环直径长大和数 密度增加的原因 . 图 4 CLAM 钢在 450 ℃电子辐照时辐照空洞的变化.( a) 0 dpa;(b ) 1.4 dpa;( c) 3.6 dpa;( d) 10 dpa;( e) 11.5 dpa;( f) 13.2 dpa;( g) 13.8 dpa; ( h) 15.6 dpa Fig.4 Voids of CLAM steel irradiated by high energy electron at 450 ℃:( a) 0 dpa ;( b) 1.4 dpa ;( c) 3.6 dpa ;( d) 10 dpa ;( e) 11.5 dpa ;( f) 13.2 dpa; ( g) 13.8 dpa;( h) 15.6 dpa 图 4 是 CLAM 钢在 450 ℃进行电子辐照时辐 照空洞的变化过程.从图 4 中可以看到, 随着辐照 损伤量的增加, 产生的空洞越来越多, 并且尺寸也越 来越大.辐照损伤量达到 1.4 dpa( 图 4( b) ) 时, 开始 观察到空洞的存在, 这时空洞的尺寸很小 、数量有 限,空洞的最大直径约为 7 nm, 数密度为 0.8 × 10 21 m -3 ;当辐照损伤量达到 3.6 dpa( 图 4( c) ) 时, 空洞的尺寸明显长大, 数量也在增加, 空洞的最大直 径约为 14 nm, 数密度约为 2.6 ×10 21 m -3 ;在图 4 ( c) 中还可以看到有新的空洞产生;继续增加辐照剂 量, 空洞的数量和直径都继续增加, 当辐照损伤量达 到 10 dpa( 图 4( d) ) 时, 可以看到空洞的数量较多, 最 大空洞的直径已经达到 21 nm, 而后最大空洞尺寸 一直保持在 22 nm 左右 . 辐照产生空洞包括形核和长大两个阶段 .在高 能电子的辐照下, 晶体中的部分原子发生跃迁, 脱离 原来的晶格点阵位置, 成为间隙原子, 并留下一个空 位, 当空位浓度达到过饱和时, 就会沿三维方向聚集 在一起形成辐照空洞的核心 .随辐照剂量的增加, 空位聚集的数量增多, 空洞的尺寸增大;当超过一定 辐照剂量后, 在较大的空洞周围的空位数量变少, 较 大空洞继续长大要通过空位的远程迁移实现 ;空位 第 7 期 乔建生等:450 ℃高能电子辐照对 CLAM 钢微观结构的影响 · 845 ·