马艺准
,
张崇宏
,
张子民
,
肖荣庆
,
宋银
,
杨义涛
,
张丽卿
,
孟彦成
,
张恒庆
,
缑洁
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.31.01.086
对PAN/PEO凝胶(5% PAN，5% PEO)在1.0 MeV电子束下进行了不同剂量的辐照。红外光谱测量表明，PAN/PEO凝胶辐照后发生了化学交联。分析结果指出，PAN/PEO的凝胶分数随着辐照剂量的增加而不断增加；其凝胶分数增长率的变化可以分为3个阶段，即快速增加阶段(0～39 kGy)、下降阶段(39～130 kGy)和稳定阶段(>130 kGy)。拟合发现，引入材料刚性参数β的半经验修正方程与未考虑材料刚性的Charlesby-Pinner方程相比，更符合实际测量值(对于该配比PAN/PEO，β为0.166)。交联度-辐照剂量曲线显示，交联度随辐照剂量的增加而增加，为设计新型能功能材料中所需的固定交联度的PAN/PEO凝胶提供了辐照剂量参考值。
关键词:
聚丙烯腈
,
聚氧化乙烯
,
电子束辐照
,
交联度
贾秀军
,
张崇宏
,
张丽卿
,
杨义涛
,
张勇
,
韩录会
,
徐超亮
,
张利民
原子核物理评论
分别进行了2.3 MeV20Ne8＋离子和5.0 MeV84Kr19＋离子辐照GaN样品的实验,并对实验样品进行了HRXRD的分析。结果发现,随着这两种离子辐照剂量的增大,GaN的HRXRD谱（0002）衍射峰的峰位出现了向小角侧有规律的移动,并在较高剂量时衍射峰发生分裂。同时,对衍射峰的峰位的移动和峰形的变化等现象反映的辐照损伤机制进行了研究,并探讨了电子能损与核能损各自在晶格损伤中的作用。
关键词:
GaN
,
HRXRD
,
辐照损伤
刘娟
,
张崇宏
,
杨义涛
,
宋银
,
张丽卿
,
缑洁
,
咸永强
,
陈家超
,
Jinsung Jang
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.32.03.347
与传统的铁素体钢相比,氧化物弥散强化(ODS)的铁素体钢具有更优的耐高温和抗辐照性能,近年来成为先进核能装置重要的候选结构材料.在HIRFL的扇聚焦型回旋加速器(SFC)材料辐照终端,对一种氧化物弥散强化(ODS)铁素体钢MA956进行了高能Ne离子辐照实验,旨在研究级联碰撞损伤和惰性气体原子注入条件下该材料力学性能的变化.利用辐照终端的能量衰减装置将SFC出口123.4 MeV的离子能量分解为介于38.5～121.0 MeV之间的30个入射能量值,并通过双面辐照在厚度60 μm的样品中均匀产生了损伤.辐照剂量为9×1016 ions/cm2,在样品中的平均位移损伤为0.7 dpa,注入的Ne原子浓度为350 appm.辐照期间样品温度保持在440℃附近.对辐照前后的样品分别在室温和500℃下进行了小冲杆试验(Small-punchTest),获得了辐照前后样品的加载位移曲线,由此得到该辐照条件下样品的延性损失为18％～26％.通过扫描电子显微镜观察了断口形貌和厚度变化,估算了样品的等效断裂应变和断裂韧性.结果表明,MA956钢经过高能Ne离子辐照后等延伸率减小,断裂韧性降低,样品发生了一定的脆化.透射电镜结果说明氧化物弥散相界面处微空洞的形成可能是导致脆化的原因.
关键词:
ODS铁素体钢
,
高能重离子
,
辐照损伤
,
延伸率
,
断裂韧性
张崇宏
,
杨义涛
,
宋银
,
J.S.Jang
,
孙友梅
,
金运范
,
李炳生
原子核物理评论
低活化的铁素体/马氏体钢是先进核能装置(如聚变堆)的重要候选结构材料.在聚变堆实际工作环境下,由于高温和高氦产生率引起的材料失效是这类材料面临的一个重要问题.本项研究以兰州重离子加速器(HIRFL)提供的中能惰性气体离子束(~(20)Ne,122 MeV)作为模拟辐照条件,借助透射电子显微镜,研究了一种低活化的9Cr铁素体/马氏体钢(T92B)组织结构的变化和辐照肿胀.实验结果表明,高温下当材料中晶格原子的撞出损伤和惰性气体原子沉积浓度超过一定限值时,材料内部形成高浓度的空洞,并且空洞肿胀率显著依赖于辐照温度和剂量;在马氏体板条界面及其它晶界处空洞趋于优先形成,并且在晶界交汇处呈加速生长.基于氦泡的形核生长与空洞肿胀的经典模型探讨了在不同辐照条件(He离子、Ne离子、Fe/He离子双束、快中子、Ni离子)下铁素体/马氏体钢中肿胀率数据的关联.
关键词:
铁素体/马氏体钢
,
高能重离子
,
辐照损伤
,
空洞
,
肿胀
徐超亮
,
张崇宏
,
李炳生
,
张丽卿
,
杨义涛
,
韩录会
,
贾秀军
原子核物理评论
应用拉曼光谱研究了5 MeV Kr离子(注量分别为5×1013,2×1014,1×1015ions/cm2)室温注入6H-SiC单晶及其高温退火处理后结构的变化.研究表明,注入样品的拉曼光谱中不仅出现了Si-C振动的散射峰,还产生了同核Si-Si键和C-C键散射峰.Si-C散射峰强度随退火温度升高而增强,当退火温度高达1000℃时,已接近未辐照SiC的散射峰强度.晶体Si-Si键散射峰强度随退火温度变化不大,而非晶Si-Si键散射峰强度随退火温度的增加逐渐消失.相对拉曼强度(Relative Raman Intensity,简称RRI)随注量的增加逐渐减小并趋于饱和,且不同退火温度样品的饱和注量不相同;RRI随退火温度的增加逐渐升高,这在低注量样品中表现得尤为明显.低、中、高3种注量样品的RRI随退火温度的增加从重合逐渐分离,并且退火温度越高,分离越大.
关键词:
6H-SiC
,
离子注入
,
拉曼光谱
,
相对拉曼强度
范嘉琪
,
杨义涛
,
丁兆楠
,
李彩胜
,
张崇宏
,
徐玉平
,
罗广南
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.219
低活化的铁素体/马氏体钢(RAFM)以其高导热率、低热膨胀率、高抗辐照肿胀能力成为未来核聚变堆重要的候选结构材料,在聚变堆高能中子辐照环境由于(n,α)核反应产生的高浓度He在材料中的积累对于材料微观结构和宏观性能的影响是关系这类材料服役寿命的重要问题.本工作研究了面向聚变反应堆应用的两种国产低活化钢(CLF、CNS)的辐照硬化效应,利用中国科学院近代物理研究所320 kV高压实验平台提供的4 He离子束进行辐照实验,辐照剂量6×10?3,6×10?2,6×10?1 dpa(辐照损伤/原子平均离位),对应注He浓度分别为100,1000,10000 appm(氦离子浓度/百万分之一).采用多能注入方法,在样品表面至1微米深度形成He浓度和离位损伤的坪区分布.利用纳米压痕仪对参比样品和注入He的样品进行了连续刚度测试.基于NIX—GAO模型对纳米硬度数据进行分析,获得了注入He的区域样品纳米硬度的数据.研究表明,注入He区域的纳米硬度与辐照损伤水平之间存在着1/2次幂函数的关系.未辐照CLF钢比CNS钢的纳米硬度略低,随着辐照剂量的增加,CLF钢呈现的辐照硬化现象更明显.
关键词:
CLF
,
CNS
,
氦注入
,
硬化
,
纳米压痕
周丽宏
,
张崇宏
,
宋银
,
杨义涛
原子核物理评论
doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2006.02.031
主要研究了铅离子辐照注碳4H-SiC样品在3个不同退火温度下傅立叶变换红外光谱的变化.从红外谱的变化可以知道铅辐照注碳4H-SiC样品在一定深度内出现了非晶层, 波数在960-1 450 cm-1范围内出现了干涉带, 干涉带强度随着退火温度的升高而变弱.1 373 K退火后样品的卢瑟福背散射分析结果显示, 一定深度内硅原子的背散射产额明显减少.
关键词:
4H-SiC
,
傅立叶变换红外光谱
,
离子注入
,
卢瑟福背散射分析
,
退火
杨义涛
,
张崇宏
,
周丽宏
,
李炳生
原子核物理评论
利用傅立叶变换红外光谱仪对注He尖晶石样品随退火温变化而引起光吸收性能的变化进行了研究.发现尖晶石样品在626.4 cm-1附近的吸收峰随注入剂量的增加向小波数方向移动,而在随后退火过程该吸收峰随退火温度的增加而向大波数方向回复.该吸收峰的回复行为依赖于注入剂量和退火温度.认为在626.4 cm-1附近吸收峰随注入剂量和退火温度的这种变化与尖晶石中He的俘获以及释放有关.
关键词:
离子注入
,
红外光谱
,
氦
,
俘获与释放
,
尖晶石
李炳生
,
张崇宏
,
杨义涛
,
周丽宏
原子核物理评论
沿Si的(100)面注入He离子, 能量为30 keV、剂量为5×1016 ions/cm2. 注入后样品切成几块, 在真空炉中分别做退火处理, 退火温度从600 ℃到1 000 ℃, 退火时间均为30 min. 利用原子力显微镜研究了各个样品表面形貌的演化. 发现样品表面形貌与退火温度相关联. 假设在气泡中He原子与空位的比值很高, 导致样品内部存在高压的He泡, 从而使样品表面形貌发生变化. 探讨了在Si中He泡随退火温度的演化和He原子在材料中的释放机制及其对表面的影响.
关键词:
单晶Si
,
离子注入
,
He泡
,
原子力显微镜
,
表面形貌
杨义涛
,
张崇宏
,
周丽宏
,
李炳生
,
张丽卿
原子核物理评论
利用20 keV的He离子注入表面蒸镀了Au薄膜的尖晶石(MgAl_2O_4)样品,随后对注入样品进行了退火处理.在紫外可见光谱上观察到了由于金属纳米颗粒的存在而引起的较强的表面等离子体共振吸收峰,提供了材料中金属纳米颗粒形成的光谱证据.并对形成的Au纳米颗粒的尺寸随退火温度以及He注入剂量的变化进行了研究.
关键词:
离子注入
,
He
,
金属纳米颗粒
,
紫外可见光谱
