В. П. ФИЛИППОВ, Н. В. ВОЛКОВ, Д. Э. ЛАУЭР
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Изменение состояния атомов железа
в приповерхностных слоях циркониевых
сплавов под воздействием пучков ионов Ar+
Рассматриваются результаты мессбауэровских исследований объема и приповерхностных слоев циркониевых сплавов. Показано, что в после облучения пучком ионов Ar+ с широким энергетическим спектром в приповерхностных слоях сплавов происходит уменьшение содержания интерметаллических соединений типа Zr(Fe,Cr)2 и увеличение содержания интерметаллических соединений типа Zr2Fe, Zr2(Fe,Ni).
Исследованы образцы циркониевых сплавов в виде фольг толщиной 40-90 мкм, имеющих состав близкий к составу сплавов типа Э‑635, NSF и циркалой ‑ 2, в которых использовано железо, обогащенное по изотопу 57Fe. Облучение проведено пучком ионов аргона с широким энергетическим спектром при средней энергии 10 кэВ и дозе 1х1018 ион./см2.
В режиме пропускания, когда исследуется вся толщина образца, обнаружено, что железо в образцах сплавов типа Zry-2 находится в интерметаллических соединениях Zr(Fe,Cr)2 (со структурами С14 и С15), Zr2(Fe,Ni). В образцах сплавов типа NSF и Э635 обнаружены интерметаллические соединения (Zr, Nb)Fe2, (Zr, Nb)2Fe а также соединения Zr2Fe, Zr3Fe. Выяснено, что в процессе термомеханической обработки происходит перераспределение атомов железа: количество одного интерметаллического состояния уменьшается, а количество другого возрастает. Относительное содержание интерметаллических соединений в приповерхностных слоях образцов отличается от такового, имеющегося в объеме образца. На рис. представлены спектры сплава типа Zry-2. Спектры получены при комнатной температуре в режиме пропускания и в режиме регистрации конверсионных электронов(КЭМС). На рис. видно, что вид спектров в режиме пропускания практически не меняется и количественный расчет показывает, что в пределах погрешностей расчетов нет различия в фазовом составе объема облученного и необлученного образца. На спектрах, полученных в режиме КЭМС выявляется уменьшение содержания интерметаллических соединений типа Zr(Fe,Cr)2 в приповерхностных слоях облученных ионами образцов. При этом также обнаружено снижение концентрации интерметаллида в приповерхностных слоях, противоположных облучению. Ранее было отмечено [1] уменьшение содержания интерметаллического соединения Zr(Fe,Cr)2 в приповерхностных слоях сплава в процессе выдержки (4 года) при комнатной температуре. Обнаруженная закономерность, по-видимому, обусловлена интерметаллического соединения Zr(Fe,Cr)2 за счет выхода Cr и формированием мелкодисперсной фазы интерметаллида – Zr2(Fe,Ni).
Рис. Спектры образцов сплава Zry-2
а, б, г – не облученные; в – облученный;
д – облученная сторона; е – не облученная сторона
Список литературы
1. , А Преобразование интерметаллических соединений в циркониевых сплавах при комнатной температуре. «Физика и химия обработки материалов» 2004, №1, с.90-91.
