An in-situ study of one-dimensional motion of interstitial-type dislocation loops in hydrogen-ion-implanted aluminum

Abstract

核聚变堆材料在高能粒子辐照过程中会产生大量点缺陷，导致辐照脆性和辐照肿胀等现象。因而，研究点缺陷在辐照过程中的演变过程至关重要。点缺陷团簇的一维迁移现象是这种演变过程的主要研究内容之一。本文采用普通低压（200 kV）透射电镜，在室温条件下对注氢纯铝中的间隙型位错环在电子辐照下的一维迁移现象进行了观察和分析。在200 keV电子辐照下，注氢纯铝中的位错环可多个、同时发生一维迁移运动，也可单个、独立进行一维迁移运动。位错环沿柏氏矢量?111的方向可进行微米尺度的一维长程迁移，沿柏氏矢量?110的方向一维迁移也可达数百纳米。电子束辐照时产生的间隙原子浓度梯度是引起位错环一维迁移并决定其迁移方向的原因。位错环发生快速一维迁移时，其后会留下一条运动轨迹；位错环一维迁移的速率越快，运动的轨迹则越长，在完成迁移过后的几十秒内这些运动轨迹会逐渐消失。