10356

10356

بررسي تغييرات سطحي هدف تنگستني داغ در مقياس ميكرو و نانو در برابر برخورد يون هاي دوتريم و هليوم پرانرژي

كارشناسي ارشد

مواد - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

ارديبهشت 1391

ارديبهشت 1391

دكتر عليرضا ذاكري - دكتر اصغر صديق زاده

در اين تحقيق، اثر تابش¬دهي يون¬هاي پرانرژي بر تغييرات سطحي تنگستن به عنوان يكي از نامزدهاي اصلي براي استفاده در ديواره¬ي اول رآكتورهاي گداخت مورد بررسي قرار گرفته است. در رآكتورهاي گداخت، اجزاي داخلي در معرض بمباران يون¬هاي پرانرژي مثل دوتريم و هليوم در دماهاي بسيار بالا قرار مي¬گيرند. در اثر برهم¬كنش¬ يون¬ها با سطح، فرآيندهايي مثل كندوپاش و كاشت يوني بر روي سطوح رخ داده و به همين دليل اجزا دچار فرسايش و تخريبات سطحي جدي مي¬شوند. تنگستن به دليل ويژگي¬هاي مطلوب مثل دماي ذوب بالا، بازده كندوپاش كم و رسانايي حرارتي بالا قابليت تحمل شرايط خشن داخل رآكتور را دارد. در اين كار، نمونه¬هاي تنگستني دما-بالا در دستگاه IR-IECF (دستگاه گداخت محصورسازي اينرسي ايران) تحت تابش¬دهي يون¬هاي پرانرژي دوتريم و هليوم قرار گرفتند. آزمايشات در ولتاژهاي مختلف (انرژي¬هاي يوني مختلف) 25،50، 75 و kV 100 و زمان¬هاي تابش¬دهي مختلف 50، 100، 300 و 600 دقيقه انجام گرفت تا تأثير فلوئنس¬هاي يوني مختلف بر مورفولوژي سطح نمونه¬ها بررسي شود. تمامي نمونه¬ها پس از بمباران يوني دچار تخريبات سطحي شدند و اين تخريبات با افزايش انرژي يوني و زمان تابش¬دهي افزايش يافت. بر روي نمونه¬هاي بمباران شده با يون¬هاي هليوم ساختارهاي پولكي شكل و مرجاني شكل ظاهر شد و نمونه¬ها دچار زبري سطح شدند. سطح نمونه¬هاي بمباران شده با يون¬هاي دوتريم بر خلاف نمونه¬هاي بمباران شده با هليوم به شكل صاف و يكنواخت در آمد. تعداد حفرات تشكيل شده بر روي نمونه¬ها با افزايش فلوئنس افزايش يافته و قطر اين حفرات در حدود nm 350-40~ تغيير يافت. بمباران همزمان با هر دو يون He+ و D+ نيز سبب ايجاد حفرات به هم پيوسته شد. سختي تمامي نمونه¬ها در اثر تابش¬دهي يوني افزايش يافت و در بيشترين حالت به 42% مقدار اوليه براي نمونه¬ي بمباران شده به مدت 600 دقيقه با انرژي يوني keV 100 رسيد. همچنين نتايج حاصل از آناليز تركيب شيميايي نشان داد كه تنها عنصر قابل شناسايي بر روي سطح، تنگستن است. واژه‌هاي كليدي: تنگستن، يون¬هاي پرانرژي، مواد ديواره¬ي اول رآكتور گداخت، فرسايش سطحي