Young's modulus and internal friction of graphite irradiated at low temperature

Abstract

Abstract Samples of pyrolytic graphite and nuclear graphite have been irradiated at 27 or 77 K with neutrons and electrons. The dynamic Young's modulus has been studied by an isochronal annealing method and the internal friction has been measured as a function of temperature. The modulus changes with irradiation dose and annealings have been interpreted using a model based on the pinning of basal dislocations by interstitial atoms. The anneals have revealed an additional effect which was attributed to bonds between interstitial defects and atoms in the adjacent graphite layers. The observed modulus annealing stages are consistent with results of several authors. The internal friction data obtained after low temperature irradiation have been compared with those following room temperature irradiation. Three internal friction peaks have been observed again with activation energies of 0.24, 0.28 and 0.9 eV and interpreted by relaxation processes of interstitial defects. Another peak, at room temperature, has been analysed in terms of interaction between dislocations and point defects. Des irradiations à 27 ou 77 K aux électrons et aux neutrons ont été effectuées sur des échantillons de pyrographite recristallisé et de graphite nucléaire. La gutérison a été étudiée soit par recuits isochrones du module ďYoung dynamique, soit par frottement intérieur en montées linétaires de température. Les évolutions du module avec la dose et les recuits ultérieurs sont décrits par un modèle ďancrage des dislocations basales. Un effet additionnel est mis en évidence après recuit; il est attribué à la formation de couplages entre plans. Les stades de gutérison du module coincident avec ceux observés par ďautres méthodes. Les résultats de frottement intérieur, après irradiation à basse température, sont comparés à ceux obtenus après irradiation à température ambiante. Les spectres de frottement intérieur préentent trois pics dont les énergies ďactivation sont 0,24, 0,28 et 0,9 eV et qui sont interprétis par la relaxation de défauts interstitiels. Un autre pic apparaissant à température ambiante est commenté en termes ďintéraction dislocations-défauts ponctuels.