輻照石墨電極材料中的缺陷

輻照石墨電極材料中的缺點(diǎn)
在一般的反應(yīng)堆工作溫度下，間充原子極端活躍，大多數(shù)位移原子回到空的點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)上去。石墨電極材料中殘存的輻照損害是由于從一些安穩(wěn)混合物構(gòu)成了間充原子的聚集體，這些復(fù)合物的散布取決于它們在不同溫度下的安穩(wěn)性，以及它們的構(gòu)成速率和使它們破壞的輻照效應(yīng)。在任何溫度下，復(fù)合物的數(shù)量都到達(dá)某一飽和值，這一數(shù)值隨輻照溫度添加而下降。有些復(fù)合物作為核心而構(gòu)成間充環(huán)，一旦核心構(gòu)成，間充環(huán)就無限成長。溫度足夠高時，空穴發(fā)生移動，構(gòu)成空穴環(huán)。
用透射電子顯微鏡進(jìn)行觀察時，能夠在150℃以上輻照過的石墨晶體中看到空穴和間充環(huán)。一般用暗場觀察，在暗場下挑選特殊的衍射束，以構(gòu)成映像。低溫時缺點(diǎn)顯示為黑點(diǎn)或白點(diǎn)，可是在較高的溫度下，能夠看到輪廓清楚的環(huán)，能夠切當(dāng)?shù)乇嬲J(rèn)它們的特征。
在一個抱負(fù)的晶體中，間充環(huán)均勻成核，隨著溫度的添加，它們的別離也迅速添加。不均勻成核，能由幾種辦法誘導(dǎo)。多晶石墨電極材料中，不均勻成核發(fā)生在晶粒邊界上，在這種情況下定量研討是困難的，可是在標(biāo)準(zhǔn)的堆石墨中，好像是溫度高于300℃時，不均勻成核占主導(dǎo)地位。低于這一溫度，成核是均勻的。
間充環(huán)的成長速率取決于兩個主要因素：它們的平均距離和空穴的性質(zhì)與數(shù)量。距離大的間充環(huán)，由于添加了復(fù)合的幾率，成長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于距離小的環(huán)。這個成果闡明，在均勻成核區(qū)(300℃以下）輻照損害對溫度有著激烈的依靠聯(lián)系。在300℃以上，依靠聯(lián)系則比較小。空穴以三種形式發(fā)生，單個空穴及小空穴團(tuán)，表現(xiàn)像點(diǎn)相同的小缺點(diǎn)，很容易和間充原子復(fù)合?？昭ōh(huán)發(fā)生在空穴可移動的溫度（500℃以上）之下，假如溫度太低，致使空穴不能移動，這些空穴環(huán)就不能構(gòu)成?？墒且话阋岩詾?，在很高的輻照劑量下，能夠構(gòu)成崩塌的空穴線，這些空穴成a方向的縮短。這些崩塌的空穴線構(gòu)成的機(jī)理如下：輻照時，每個原子能夠位移許多次，雖然僅有很小一部分位移原子保存下來。一些小的空穴復(fù)合物偶爾構(gòu)成并崩塌，致使妨礙了與間充原子的再結(jié)合，這樣就使得一些數(shù)量的空穴得以擇優(yōu)成長。摘錄了各種條件下發(fā)生的一些缺點(diǎn)類型。