质子辐照钼退火行为的正电子寿命谱学研究

室温下用3.2MeV质子对多晶纯钼样品进行了辐照,用正电子寿命测量技术研究了辐照损伤及晶格缺陷在293～1138K温区内的退火行为,得出了许多有关空位团生长以及氢-缺陷相互作用的信息。辐照后在Mo中产生2～3个空位的聚集体,其浓度随辐照剂量增加而增加。从所测得正电子寿命、强度参数的变化获知高温退火后空位团的增长行为以及氢原对空位团长大的影响。     

中子辐照GaAs的变温正电子寿命研究

用正电子湮没寿命谱研究中子辐照前后半绝缘ＧａＡｓ在等时退火过程中的缺陷行为．发现辐照后的样品大约从７０℃起空位－填隙子对和空位－反格点缺陷开始复合．５００℃前空位和空位团可消除．７４０℃后可能会重新产生缺陷。ＶＡｓ是一种浅势阱，对正电子的束缚能大约为０．０３１－０．０３２ｅＶ。     

慢正电子束研究质子辐照CLAM钢产生的缺陷及其退火行为

为了研究中国低活化马氏体CLAM钢的辐照损伤机理,本文利用慢正电子技术研究了质子辐照CLAM钢时所产生的缺陷及其退火回复行为,发现辐照在材料中产生空位团数密度随质子注量增加而增多,而其尺度增大并不明显.辐照仅产生原子尺度的空位和空位团,400℃退火可以使缺陷很好地消除.此外分析了硅对CLAM钢辐照性能的影响,实验上没有观察到硅的添加抑制了质子辐照缺陷的产生.     

中子辐照注量对单晶硅中缺陷退火行为的影响

用正电子湮没寿命和多普勒加宽测量研究了不同注量中子辐照的氩气氛区熔单晶硅中缺陷的退火行为，发现不同中子注量辐照时，辐照致空位型缺陷的退火行为十分类似，并均在５５０℃时退火消除；但辐照致双空位浓度、二次双空位和四空位型缺陷的产生、浓度和消除温度很不相同。简单陷阱模型不适用于５００℃以下退火的离中子注量辐照的单晶硅，但能部分适用于中等注量辐照的单晶硅。     

电镀纳米镍缺陷的正电子研究

用正电子寿命谱研究了电镀纳米镍（～２０ｎｍ）中的微观缺陷，分析了缺陷中氢对正电子寿命的影响，实验结果表明，界面存在单空位大小的自由体积，６－１０个空位大小的自由体积和微孔洞三类缺陷，纳米镍在５００℃真空退火２ｈ后，中间寿命和最长寿命的强度不受影响，表明中间寿命和最长寿命所对应的缺陷具有很好的热稳定性。     

国产改进型316L不锈钢的微结构研究

采用正电子湮没寿命方法研究了国产改进型316L不锈钢的微结构及其温度变化。该不锈钢含有单空位、双空位、位错和小空位团等缺陷。经400℃,600℃,800℃退火后,单空位、双空位和位错缺陷分别消失。小空位团是四空位和五空位构成的空位团,低于200℃退火,缺陷复合五空位团成分随退火温度升高而增大,高于400℃时空位团分裂,五空位团成分减少,800℃退火还存在较低浓度的四空位团。     

国产改进型316L不锈钢的微结构研究

采用正电子湮没寿命方法研究了国产改进型316L不锈钢的微结构及其温度变化，该不锈钢含有单空位，双空位，位错和小空位团等缺陷，经400、600、800℃退火后，单空位，双空位和位错缺陷分别消失，小空位团是由四空位和五空位构成的空位团。低于200℃退火时，缺陷复合五空位团成分随退火温度升高而增大；高于400℃时，空位团分裂，五空位团成分减少；800℃退火仍存在较低浓度的四空位团。     

GaP高能重离子辐照损伤及退火的正电子湮没研究

用正电子湮没寿命技术研究２．４＊１０＾１５／ｃｍ＾２和２．２＊１０＾１６／ｃｍ＾２ ８５ＭｅＶ＾１９Ｆ离子辐照ＧａＰ的辐照损伤及其退火效应。结果表明,高低两种注量辐照在ＧａＰ中产生浓度较高的单空位。在３００－１０２３Ｋ温度范围内测量了正电子湮没寿命温度的变化。低注量辐照品在退火过程中有双空位的形成;而高注量辐照样品中观察到比双空位更复杂的缺陷形式,其完全被退火的温度比低剂量辐照的高２５０Ｋ。     

纯铝中氢致缺陷的正电子湮没和透射电镜研究

用正电子湮没技术和透射电镜研究了退火和变形纯铝中的氢致缺陷。光学显微镜和透射电镜观察结果表明充氢可以在退火铝中引入气泡、位错等．纯度较低的样品比较容易形成氢致缺陷．说明铝中杂质是氢致缺陷的成核中心。正电子湮没结果表明．随着充氮量的增加．退火铝的平均正电子寿命无显著变化．变形铝的平均正电子湮没寿命有所缩短：这一结果从实验上证实了充入铝中的氢以质子形式填充于缺陷中。屏蔽了缺陷对正电子的吸引或使缺陷内的正电子寿命下降．从而降低了正电子寿命方法对缺陷的敏感性．     

中子辐照硅的正电子湮没研究

采用正电子湮没方法研究了１．４５×１０＾２０ｎ／ｃｍ＾２和３．１０×１０＾１７ｎ／ｃｍ＾２快中子辐照高纯单晶硅的辐射损伤及其退火效应。在３４３－１０７３Ｋ温度范围内测量了正电子湮没寿命随退火温度的变化。实验观察到氧－空位对和在高中子剂量辐照的Ｓｉ中发现的双空位复合成四空位。正电子湮没短寿命成分τ１是晶格正电子寿命和氧－空位对捕获的正电子寿命的加权平均值，而长寿命成分τ２是双空位或四空位捕获的正电子     

应用正电子湮没谱学对Fe-1.0%Cu合金氢致缺陷的研究

铁基合金中的氢致缺陷是造成合金机械性能恶化的重要因素之一。氢对材料中微观组织结构的影响,特别是氢致缺陷微观机理的研究是铁基合金的一个基础研究课题。本文主要应用正电子湮没寿命谱(Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy,PALS)和符合多普勒谱(Coincidence Doppler Broadening Spectrum,CDB)方法,研究了不同处理条件的Fe-1.0%Cu合金样品充氢过程中氢致缺陷的形成机制、缺陷类型以及氢与缺陷的相互作用及其微观机理等。结果表明,1 073 K高真空热处理和20%形变后723 K退火处理的样品充氢后会产生少量的位错,而1 173 K高真空淬火样品充氢后还会产生少量的空位团,在充氢过程中空位缺陷成为氢的捕获点,并与氢相互作用成为聚集空位的核心而形成空位团。CDB结果还表明,Cu析出物对本文合金样品的氢致缺陷的形成无明显影响。     

纯铁中的氢致微观缺陷和氢-缺陷系统的正电子寿命

几十年来,人们对金属的氢致损伤问题的研究主要集中于金属的宏观力学性能和半微观性能。本文用正电子湮没技术研究氢对金属中小到原子尺度的微观结构的影响。 选用纯度99.99％的铁样品八对,经840℃、1.5小时真空退火后电解充氢,充氢电流密度分别为0、2、4、8、16、32、64、256(mA/cm~2),放置19小时后在室温下测量各样品的正电子寿命谱,实验结果用Positronfit程序进行三寿命分量的自由拟合,结果发现,所有充氢样品的平均正电子寿命τ_M和第二寿命成份的相对强度I_2都大于未充氢样品,并且随着充氢电流密度的增大而增大,说明铁中的氢可以引起微观缺陷浓度的显著增大。根据第二寿命成份的寿命值I_2(230～270ps),可以推知新增加的缺陷主要是各种空位,位错和微孔洞。     

高纯硅辐射损伤的正电子湮没和扰动角关联研究

采用正电子湮没和扰动角关联方法研究了１．４５×１０２０、３．１０×１０１７ｎ／ｃｍ２中子辐照和５×１０１１／ｃｍ２１７８Ｗ重离子辐照单晶硅引起的辐射损伤及其退火效应。实验测量的正电子湮没寿命和四极相互作用频率表明在Ｓｉ中存在氧一单空位对．高中子剂量和重离子辐照Ｓｉ后，用两种方法都观察到了双空位复合成四空位。     

正电子湮灭技术对镍和不锈钢辐照效应的初步探讨

用正电子湮灭技术研究金属中的缺陷,最近十多年来有着迅速的发展。正电子湮灭寿命、湮灭光子的角关联和多普勒加宽这三种实验方法对于晶体的缺陷都很灵敏。尤其对于空位、位错、空位聚集体等空位型缺陷特别灵敏。因此,这些方法在金属材料的辐照损伤研究中引起了人们特有的兴趣。本文用正电子湮灭技术研究了72.5MeV的碳离子(_(12)C~( 4))轰击镍和不锈钢的辐照效应,测量了它们的正电子湮灭寿命和多普勒加宽线形参数S。另外,还用高压透射电子显微镜和位错热激活法进行了测量。并对经过辐照和未经过辐照样品的测量结果进行了对比。这三种实验方法给出了一致的定性结果。     

裂变快中子辐照在GaAs中产生缺陷的正电子湮没研究

采用自电子湮没寿命测量方法研究了注量为６．５×１０＾１５／ｃｍ＾２和１．４×１０＾１４／ｃｍ＾２，Ｅｎ≥１ＭｅＶ的裂变中子辐照在掺Ｓｉ，Ｎ型单晶ＧａＡｓ产物的缺陷，此辐照在ＧａＡｓ中产生单空位和双空位缺限，缺陷浓度于比于辐照注量，高温退火产生三空位缺陷及小空位团，单空位，双空位和三空位缺陷的退火温度分别为２５０，４５０，６５０℃。     

BCC金属Nb的重离子辐射损伤研究

采用81 MeV碳离子辐照,模拟中子注量为10~(23)/cm~2的堆中子在Nb中产生的辐射损伤,用时间微分扰动角关联和正电子湮没二种方法研究辐射损伤及其高温退火效应。实验发现经注量2.5×10~(16)/cm~2的碳离子辐照后,在BCC金属Nb中产生单空位和双空位二种缺陷。随退火温度升高,双空位分解,单空位的总浓度逐步减小,经过1058K退火后,在Nb中由辐射损伤造成的缺陷消失。     

金属中空位及空位团的正电子寿命谱

本文从理论上讨论了金属中正电子湮没寿命和金属的空位、空位团的体积的关系,利用密度泛函和交换关联能的局域密度近似,系统地计算了一系列金属中不同空位团的正电子寿命值。可以看出,正电子湮没技术是研究金属微观缺陷结构的有力手段。     

用符合多普勒展宽谱(CDB)研究不锈钢中氢与缺陷的相互作用

采用正电子湮没寿命谱(PALS)和符合多普勒展宽谱(CDB)等方法研究了AISI 304不锈钢中氢与缺陷的相互作用.PALS实验结果表明:氢致缺陷尺寸随充氢电流密度的增大而变大,缺陷数量随充氢电流密度的增大而增多.进一步地,通过比较CDB实验的商谱曲线,发现在电解充氢后,高动量区出现了明显的峰,且峰位不随充氢条件改变;这表明氢可能会与空位发生相互作用,氢进入样品内部以后,可以作为聚集空位的核心而形成空位团,即形成氢与缺陷的复合体,导致缺陷化学环境的变化.     

中子福照硅单晶正电子捕获的温度效应

用正电子湮没寿命测量方法研究了在中子辐照硅单晶缺陷中正电子捕获的温度效应。寿命谱被成功地分成两个组分,长寿命组分在109—300K的温度范围有325±9 ps的常数寿命值,它被认为是在负荷电双空位捕获的正电子寿命。正电子捕获率显示一个强的负温度效应.这个捕获特征能用正电子在负荷电双空位的级联捕获来描述。在低温区正电子捕获截面以T~(-1.7)随温度变化。     

用正电子湮没技术研究新锆合金包壳的离子辐照效应

国产Zr-Sn-Nb系新锆合金SZA-4和SZA-6是CAP1400大型先进压水堆包壳材料的主要候选材料,对其辐照性能的研究可为制备工艺改进提供科学依据。在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器辐照终端,在300 ℃温度下,用100 MeV的Fe束流对两种新锆合金包壳管材进行5 dpa剂量辐照。辐照前后的正电子湮没寿命测量表明：两种样品辐照前湮没寿命为Zr中单空位寿命,表明管材制备过程中最后的退火温度和时间尚未完全消除加工引入的缺陷;两种样品辐照后的正电子湮没寿命减小,分析表明这是由于辐照导致Fe在锆合金中重新分布,主要分布在bcc结构的β-Nb沉淀相颗粒与hcp结构的α-Zr基体之间具有开空间的相界,正电子被相界捕获,与周围Fe原子电子湮没,造成湮没寿命减小。