ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАБОТЫ ВЫХОДА В ПРОЦЕССЕ ОТЖИГА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, ОБЛУЧЕННОЙ ИОНАМИ АРГОНА

Аннотация

Исследование взаимодействия излучения с веществом является основой прогнозирования поведения материалов в радиационном поле и их эксплуатационных характеристик. Стали аустенитного класса широко применяются в ядерной и термоядерной технике: в конструкциях и деталях, работающих в радиационном поле. Поэтому исследование явлений, возникающих при облучении этих сталей, представляет существенный интерес. Объектами исследования в данной работе являлись образцы стали 12Х18Н10Т, облученные в ускорителе ионами аргона. Параметры облучения: температура облучаемого образца 400°С, ускоряющее напряжение 25 кВ, ток пучка 50 мкА, время облучения 63 мин., вакуум в камере ускорителя 2·10-5 торр. В работе использовались термоэлектронный эмиссионный микроскоп (ТЭМ), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и дифракционный рентгеновский анализ. В ходе измерений на ТЭМ была определена эффективная работа выхода облученных образцов стали: 4.43 эВ (значение необлученной стали - 3.67 эВ). Работа выхода уменьшалась в процессе отжига вплоть до значения 3.82 эВ после 40 минут отжига. Спектр РФЭС облученного образца, отожженного при температуре 1400 К в течение 20 минут показал большое количество марганца, при этом при травлении на глубину всего 30 Å, концентрация марганца уменьшается, а спектр становится типичным для нержавеющей стали. Появление марганца на поверхности образца при его нагреве можно объяснить диффузией марганца от нагреваемой поверхности к менее нагретой лицевой стороне образца и его поверхностной сегрегацией. Можно предположить, что при нагреве образцов марганец со временем скапливается на поверхности и начинает определять работу выхода образца. Согласно литературным данным марганец имеет значение работы выхода 3.83 эВ. Это соответствует значению работы выхода, полученному после 40 минут отжига в ТЭМ. Предположительно облучение ионами аргона и прогрев образца приводят к обогащению поверхностного слоя стали марганцем. Об этом свидетельствуют данные рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и измеренные значения работы выхода.

Ключевые слова
термоэлектронный эмиссионный микроскоп, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, работа выхода, нержавеющая сталь

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.531

Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, вып. 2014, 2, 2:10