Развитие гелиевой пористости при отжиге имплантированной гелием стали X18H10T - V. V. Ruzhytskyi; Sergiy A. Karpov; А. S. Kalchenko; I. Е. Кopanets; B. S. Sungurov; G. D. Tolstolutskaya (East European Journal of Physics, 2019)
Кинетика процессов развития гелиевой пористости при отжиге нержавеющей стали Х18Н10Т, облученной ионами гелия с энергией 20 кэВ при комнатной температуре для одновременного создания смещающих повреждений на уровне 0,5 – 5 сна и концентрации гелия 1 – 12 ат.%, исследована методами электронной микроскопии и термодесорбционной спектрометрии. Определены температурные интервалы выхода гелия из стали и их зависимость от дозы облучения. Исследована эволюция микроструктуры стали Х18Н10Т в процессе постимплантационных отжигов в интервале температур от Ткомн до 1420 К. При дозе облучения 1·1020 м-2 гелиевые пузырьки были обнаружены только после отжига до температуры 890 К, при дозе 1·1021 м‑2 пузырьки наблюдались сразу после облучения при Ткомн. В процессе отжига средний диаметр пузырьков изменяется от ~1 нм при Ткомн до 10-20 нм при Тотж 1420 К. Рассмотрены механизмы роста пузырька либо путем миграции и коалесценции пузырьков, либо по механизму Оствальда – растворение и перезахват. Поскольку каждому из этих механизмов соответствует определенный тренд зависимости размеров и плотностей пузырьков от температуры отжига, построены и проанализированы температурные зависимости средних диаметров и плотностей гелиевых пузырьков для дозы 1·1021 м-2. Экспериментальные данные характеризуются тремя температурными интервалами: 1 - от 300 до 760 К, 2 – от 760 до 1030 К и 3 – от 1030 до 1350 К с явно различающимися трендами. В низкотемпературной области диаметр и плотность пузырьков практически не меняется. При отжиге в области температур от 760 до 1030 К начинается рост их размеров и снижение плотности. Эта тенденция нарастает в области температур 1030-1420 К. Выполнена оценка энергии активации процессов, контролирующих механизм роста пузырьков в области температур 1000-1420 К. Получено значение ~3,7 эВ, которое хорошо коррелирует с теоретически рассчитанной величиной энергии активации процесса диссоциации (EHediss) по механизму Оствальда.