Радиационно-индуцированные структурные превращения в графите

• Автор: Приходько, Кирилл Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Влияние электронного и ионного облучения на структуру и свойства металлов и диэлектриков
1.1 Взаимодействие электронов с твердым телом
1.2 Кристаллические фазы углерода
1.2.1 Гексагональный графит
1.2.2 Ромбоэдрический графит
1.2.3 Кубический алмаз
1.2.4 Гексагональный алмаз
1.2.5 Фуллерены, нанотрубки и ’’луковичный” углерод
1.3 Радиационные повреждения твердых тел в процессе электронного облучения
1.3.1 Обзор экспериментальных данных по определению пороговой энергии смещения атомов в кристаллических и аморфных материалах
1.3.2 Зависимость пороговой энергии смещения от температуры
1.4 Аморфизация под действием электронного и ионного облучения
1.4.1 Аморфизация интерметаллидных и керамических материалов
1.4.2 Аморфизация графита под действием облучения
1.5 Кристаллизация под действием электронного облучения
2 Методы измерения параметров микроструктуры в экспериментах по электронному облучению
2.1 Измерение параметров решетки и линейных размеров кристаллитов
2.1.1 Измерение АХС/ХС в графите

2.1.2 Измерение Ас/с кристаллического графита в процессе облучения
2.1.3 Измерение Дс/с аморфизированного графита
2.2 Измерение плотности потока электронов через образец
2.3 Измерение пороговой энергии смещения атомов углерода в графите
2.3.1 Методика поиска интервала энергии, содержащего Ел
2.3.2 Методика сравнения дозных зависимостей
3 Определение параметров взаимодействия электронов с атомами углерода в графите
3.1 Определение пороговой энергии смещения Ел в графите при разных температурах
3.1.1 Особенности определения Ел в экспериментах по облучению материалов т эйи в электронном микроскопе
3.1.2 Определение Ел при температуре —190°(7
3.1.3 Определение Ел при температуре 20°С
3.1.4 Определение Ел при температуре 500°С
3.1.5 Определение Ел при температуре 600°(7
3.1.6 Определение Ел при температуре 950°(7
3.1.7 Температурная зависимость Ел в графите
3.2 Определение пороговой энергии смещения нерегулярных атомов в частично аморфизированном графите
4 Аморфизация и кристаллизация графита под действием электронного облучения
4.1 Эволюция картины микродифракции и изображений облучаемого участка в процессе аморфизации
4.2 Разделение диффузной и брэгговской составляющей дифракции на начальном этапе аморфизации
4.3 Дозные зависимости Дс/с и АХС/ХС графита в процессе облучения при различных температурах и энергиях электронов
4.3.1 Комнатная температура
4.3.2 Азотная температура

4.3.3 Зависимость вида дозной зависимости от типа облучаемого участ

4.4 Кристаллизация аморфизированного графита
4.4.1 Влияние термической подвижности атомов на перестройку струк
туры аморфизированного графита
4.4.2 Кристаллизация под действием электронного облучения
4.5 Радиационно-индуцированное фазовое превращение в аморфизирован-ном графите
5 Модель аморфизации и кристаллизации под действием электронного облучения
5.1 Обоснование основных положений модели
5.2 Дозные зависимости количества атомов различного типа в графите в процессе облучения
5.2.1 Графитоподобные преципитаты
5.2.2 Преципитаты в виде молекулярных скоплений
5.2.3 Сильносвязанные преципитаты
5.3 Связь между А с/с и концентрациями нерегулярных атомов и атомов в преципитатах
5.3.1 Приближение плоских преципитатов одинакового размера
5.3.2 Приближение постоянного числа преципитатов
5.3.3 Эффективность надпороговых и подиороговых процессов
5.4 Анализ экспериментальной дозной зависимости относительного изменения параметра решетки
5.5 Структурные аспекты образования алмазоподобных преципитатов в графите
5.5.1 Переход ромбоэдрического графита в кубический алмаз
5.5.2 Переход гексагонального графита в гексагональный алмаз
5.5.3 Структурные аспекты атомной перестройки под действием облучения при низких температурах
Общие выводы
Литература

• Пятый критерий, сформулированный в [59], говорит о том, что материалы с сильной ковалентной связью (степень ионизации меньше 0.47) имеют тенденцию к образованию аморфных модификаций, а материалы со слабой ковалентной связью (степень ионизации больше, чем 0.59) остаются кристаллическими.
• Шестой критерий предложен в [66]. Он говорит о том, что в случае интерме-таллидных соединений, сильную склонность к аморфизации проявляют вещества, состоящие из атомов, далеко отстоящих друг от друга в периодической системе Д.И.Менделеева, а также имеющие сложную кристаллическую структуру-
На основании анализа полученных в [64] данных по аморфизации различных диэлектриков под электронным облучением, было показано, что ни один из вышеперечисленных критериев не выполняется полностью. Поэтому, авторами [64] был выработан собственный критерий, склонности диэлектрического материала к переходу в аморфное состояние. Согласно выводам данной работы, тенденция керамик к переходу в аморфное состояние под действием облучения зависит от положения данного соединения на равновесной диаграмме состояния (ДС), а именно, только те соединения, которые находятся на ДС близко к дну глубокой ”ямы” ликвидуса, проявляют сильную склонность к переходу в аморфное состояние под действием облучения.
Аморфизации при низких температурах облучения подвергаются также керамические высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП). Авторы [68] проводили облучение ВТСП УВа2Си20’г и СсИЗаъСО-г электронами с энергией 1 мэВ при температуре 35±3 К. Интересным результатом, полученным в данной работе, является обнаружение разных скоростей аморфизации для внутренних и граничных областей кристаллических зёрен: если для достижения аморфного состояния в пределах большого монокристального зерна потребовалось набрать дозу (2.5...3.1) 1022 эл/сж2, то для аморфизации области, находящейся вблизи границы зерна, потребовалась доза (0.72...2.77) 1022 эл/см2, что примерно в два раза меньше, чем для области в теле зерна. Также было установлено, что, в то время как ВТСП на основе У и СУ амор-физируются под действием облучения вблизи границы зерна, облучение керамики на основе СУ в теле зерна не вызывает аморфизации вплоть до флюенса 1.5 1023 эл/см2.