贺玮迪 张培源 刘翔 田雪芬 付馨葛 邓爱红†

1) (四川大学物理学院, 成都 610065)

2) (核工业西南物理研究院, 成都 610041)

钾掺杂钨合金是一种典型的弥散强化钨基材料, 钾掺入在提高钨材料抗冲击能力的同时, 也引入大量缺陷, 这些缺陷会对合金在服役过程中氢原子和氦原子的存在形态以及演变产生影响.本文使用正电子湮没谱学方法从微观角度研究辐照后钨钾合金中的缺陷信息, 通过对氢氦相关缺陷的正电子湮没参数进行模拟, 发现氢原子对正电子寿命的影响比氦原子小, 弥散在位错或晶界中的氢、氦原子会影响正电子湮没区域, 而单个钾原子的存在对氢氦相关缺陷的正电子寿命影响甚微; 结合扫描电镜与正电子湮没寿命谱和慢正电子束多普勒展宽谱, 测试结果确认了钨钾合金中钾泡以及其钉扎的位错等缺陷对氢原子和氦原子的影响, 与纯钨相比, 在纯H和H+6%He中性束辐照下钾泡等缺陷会促进氢原子的释放, 同时成为氦原子的捕获中心, 促使其形成氦-空位复合体, 并在此成核, 生长为尺寸更大的氦泡, 在应力和温度梯度的作用下促进其从表面释放,有利于相关缺陷的恢复, 降低其损伤程度.

1 引 言

钨由其熔点高、导热性好、溅射系数低、氚保留率低、蒸汽压低和光学反射率高等优越性能, 被选作最具有潜力的面向等离子体材料(plasmafacing materials, PFMs)[1].但在实际应用当中, 钨还存在低温脆性、高韧脆转变温度[2-6]以及再结晶引起的脆化[7,8]等潜在缺陷.因……