Mikrostrukturelle Veraenderungen und Schwellverhalten einiger ausgewaehlter keramischer Struktur- und Fensterwerkstoffe unter niederenegetischem He-Ionenbeschuss

Abstract

Die bestrahlungsinduzierten mikrostrukturellen Veraenderungen sowie das daraus resultierende mikroskopische Schwellverhalten von Aluminiumoxid (Al_2O_3), Magnesium-Aluminium-Spinell (MgAl_2O_4) und Siliziumkarbid (SiC) wurde bei Temperature zwischen 200 C und 800 C untersucht. Dazu wurde ein neuartiges Praeparationsverfahren fuer die Transmissionselektronenmikroskopie entwickelt, welches den direkten Vergleich zwischen rechnerisch ermittelten und experimentell bestimmten mikrostrukturellen Veraenderungen ermoeglicht. Bestrahlungsinduzierte Loops konnten ab etwa 0,2 dpa, Amorphisation bei SiC ab etwa 10 dpa, Blasen ab 5% implantierten Heliums beobachtet werden. Das mikroskopische Schwellverhalten der drei Werkstoffe liegt in der gleichen Groessenordnung und entspricht den wenigen in der Literatur berichteten Werten. Die Ergebnisse deuten an, dass die untersuchten Materialien in den geplanten Forschungsreaktoren fuer den vorgesehenen Einsatzzweck verwendbar sind. In kuenftigen kommerziellen Reaktoren muss eine mehrmalige Auswechslung der hoechstbelasteten Komponten im Lauf des Betriebs in Kauf genommen werden. (orig.)Radiation induced microstructural changes and the resulting microscopic swelling of aluminium oxide (Al_2O_3), magnesium aluminium spinel (MgAl_2O_4) and silicon carbide (SiC) at temperatures between 200 C and 800 C have been investigated. For this purpose a novel preparation technique for transmission electron microscopy was developed, which allows the direct comparison between calculated and experimentally observed damage and iiimplantation distributions. Radiation induced loops were observed in all materials for >0.2 dpa, amorphization in SiC for >10 dpa, bubbles for >5% helium implanted. The microscopic swelling behaviour of the three materials is in the same order of magnitude and in agreement with values to be expected from literature. The results indicate suitability of the materials examined for the intended use in the planned research reactors. In future commercial reactors a multiple exchange of the most stressed components must be taken into account. (orig.)Available from TIB Hannover: ZA 5141(5428) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman