Исследование фазового состояния железа в бериллии технической чистоты с помощью эффекта Мессбауэра
Диссертация
В ближайшей перспективе планируется применение бериллия в проекте термоядерного реактора (ТЯР). В настоящее время можно выделить следующие главные области применения бериллия в ядерных реакторах: 1) защитная оболочка передней стенки, 2) нейтронные умножители в зоне воспроизводства, 3) некоторые элементы внутрикорпусного оборудования систем диагностики плазмы. Для этих целей предусмотрено… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Основные положения мессбауэровской спектроскопии. Обзор литературных данных об исследовании поведения примеси железа в бериллии с помощью эффекта Мессбауэра
- 1. 1. Мессбауэровская спектроскопия
- 1. 2. Параметры спектра резонансного поглощения
- 1. 2. 1. Интенсивность линий и площадь спектра
- 1. 2. 2. Ширина линии поглощения
- 1. 2. 3. Изомерный сдвиг
- 1. 2. 4. Квадрупольноерасщепление
- 1. 3. Экспериментальные методы наблюдения. эффекта Мессбауэра
- 1. 3. 1. Схема спектрометра
- 1. 3. 2. Требования к спектрометрам
- 1. 3. 3. Стандартизация резонансных линий
- 1. 3. 4. Калибровка спектрометров по скоростям
- 1. 4. Эффект Мессбауэра в некоторых сплавах бериллия
- Глава 2. Методика исследования бериллия и его сплавов с помощью мессбауэровской спектроскопии
- 2. 1. Исследуемые материалы
- 2. 1. 1. Выбор материалов
- 2. 2. Приготовление образцов
- 2. 3. Метод исследования
- 2. 3. 1. Спектрометр 2-го поколения МС101Э
- 2. 3. 2. Положение образца в спектрометре
- 2. 3. 3. Источник
- 2. 3. 4. Блоки детектирования
- 2. 3. 5. Калибровка
- 2. 4. Выбор параметров поглотителя
- 2. 4. 1. Скорость вибрации
- 2. 4. 2. Образцы
- 2. 4. 3. Шаблоны и диафрагмы
- 2. 5. Роль толщины образца
- 2. 6. Экспериментальное определение оптимального времени снятия спектра в зависимости от структуры и размеров образца
- 2. 7. Разрешение дублета
- 2. 8. Представление спектров
- 2. 9. Математическая обработка спектров
- 2. 10. Погрешность
- 2. 1. Исследуемые материалы
- ГЛАВА 3. Закономерности эффекта Мессбауэра в твердом растворе на основе бериллия
- 3. 1. Величина эффекта Мессбауэра
- 3. 2. Эффективная толщина. Зависимость величины эффекта от эффективной толщины и концентрации железа
- 3. 3. Определение вероятности эффекта
- 3. 4. Определение оптимальной толщины экспериментального образца по виду зависимости эффекта от эффективной толщины
- 3. 5. Контроль концентрации примеси железа в бериллии
- 3. 6. Мессбауэровские параметры твердого раствора
- 3. 7. Зависимость мессбауэровских параметров от эффективной толщины и концентрации железа
- 3. 8. Асимметрия линий дублета
- 3. 9. Изменение параметров твердого раствора на начальном этапе распада
- ГЛАВА 4. Параметры спектров бериллидов железа, образующихся при распаде твердого раствора
- 4. 1. мессбауэровские спектры выпадающих фаз
- 4. 2. мессбауэровские параметры бериллидов
- 4. 3. Идентификация выпадающих фаз
- 4. 4. Зависимость типа выпадающей фазы от примесного состава материала
- ГЛАВА 5. Кинетика перераспределения железа в сплавах бериллия при термообработке
- 5. 1. Эволюция спектров
- 5. 2. Кинетика распада твердого раствора
- 5. 3. Сравнительный анализ хода кинетических кривых для различных бериллиевых материалов
- ГЛАВА 6. Особенности фазового состояния железа в гетерогенных сплавах бериллия
- 6. 1. Параметры фаз, выделяющихся при распаде твердого раствора в бериллии технической чистоты
- 6. 2. Изменение типа выпадающей фазы
- 6. 3. Растворимость железа в бериллии при 600 °C по данным мессбауэровской спектроскопии
- 7. ВЫВОДЫ И
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
- Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 2. 1990- Т. 3. 1992.
- Фрауэндфельдер Г. Эффект Мессбауэра М.: Мир, 1967.
- Беляков В. А., Кузьмин Р. Н. Мессбауэрография М.: Знание, 1979.
- Химические применения мессбауэровской спектроскопии / Под ред. В. И. Гольданского М.: Мир, 1970.
- Вертхейм Г. Эффект Мессбауэра М.: Мир, 1966.
- Белозерский Г. Н. Мессбауэровская спектроскопия как метод исследования поверхности М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Литвинов В. С., Каракишев С. Д., Овчинников В. В. Ядерная гамма-резонансная спектроскопия сплавов М.: Металлургия, 1982.
- Иркаев С. М., Кузьмин Р. Н., Опаленко А. А. .Ядерный гамма-резонанс. Аппаратура и методика. М.: Изд-во МГУ, 1970 г., 208 с.
- Janot С., Le Caer G. Etude par efFet Mossbauer de la solution solide de fer dans le beryllium: variation du gradient de champ electrique avec la concentration en fer//C. R. Acad. Sc. B. 1968. T. 267. N. 18. P. 954.
- Janot C., Delcroix P. Etude par effet Mossbauer d’alliages beryllium-fer sous contrainte mecanique //Acta Met. 1972. V. 20. N. 4. P. 637.
- Janot C., Gibert H. Etude par effet Mossbauer de la precipitation du fer dans le beryllium // Mater. Sci. Eng. 1972. V. 10. N. 1. P. 23−31.
- Janot C., Delcroix P., Piecuch M. Properties of iron impurities in beryllium from Mossbauer studies // Phys.Rev. 1974. V. 10. N. 7. P. 2661.
- Janot C., Delcroix P. Mossbauer studies of electronic properties of iron impurities in hexagonal closed-packed metals // Phil. Mag. 1974. V. 30. P. 651.
- Kistner О. С., Mozer В. Origin of the Mossbauer absorption spectra of iron-impurity atoms in beryllium // Bull. Amer. Phys. Soc. 1962. V. 7. N. 7. P. 505.
- Ohta K. Mossbauer Effect and magnetic properties of iron-beryllium compounds // J. of Appl. Phys. 1968. V. 19. N. 4. P. 2123.
- Schiffer J. P., Parks P. N., Heberle J. Mossbauer effect for 57Fe in beryllium, copper, tungsten and platinum // Phys .Rev. 1964. V. 133. N. 6A. P. 1553.
- Алексеев JI. А., Бабикова Ю. Ф., Гладков В. П., Зотов В. С., Кон-дарь В. И., Скоров Д. М. Изучение сплавов системы Be-Fe-C методом ядерного гамма-резонанса. // Атомная Энергия. 1973. Т. 35. Вып. 3. С. 173.
- Химич Ю. П., Белозерский Г. Н., Гитцович В. Н., Любарский С. Н., Томилов С. Б., Бельченко Г. В. Изучение технического бериллия с помощью эффекта Мессбауэра. // ФММ. 1983. Т. 55. Вып. 3. С. 610.
- Белозерский Г. Н., Григорьев А. К., Иванов В. А., Семенов В. Г., Соколов А. Ю. Железосодержащие фазы в технически чистом бериллии.//Письма в ЖТФ. 1986. Т. 12. Вып. 22. С. 1377.
- Белозерский Г. Н., Григорьев А. К., Иванов В. А., Семенов В. Г., Соколов А. Ю., Александров А. А. Процессы перераспределния атомов железа в бериллии технической чистоты. // Письма в ЖТФ. 1987. Т. 13. Вып. 9. С. 531.
- Staffidi-Argentina F., Longhurst G. R., Shestakov V., Kawamura H. The status of beryllium technology for fusion.// J. Nucl. Mater. 2000. V. 281−287. P. 43.
- Khomutov A., Barabash V., Chakin V. et al. Beryllium for fusion application recent results. // J. Nucl. Mater. 2002. V. 307−311. P. 630−637.
- Tikhinskij G. F., Stoev P. I., Papirov I.I. et al. New beryllium materials. //J. Nucl. Mater. 1996. V. 233−237. P. 828−831.
- Неклюдов И. M., Ажажа В. М., Бабун А. В. Новые бериллиевые материалы высокой чистоты. // Материалы ядерной техники. Материалы российской конференции «Материалы ядерной техники». М.:ВНИИНМ, 2002. с. 64.
- Khomutov A., Barabash V., Chakin V. et al. Beryllium for fusion application recent results. // J. Nucl. Mater. 2002. V. 307−311. P. 630−637.
- Горохов B.A., Пахомов Я. Д., Пронин В. Н., Хомутов А. М. Укрощение строптивого бериллия.// Материалы ядерной техники. Материалы российской конференции «Материалы ядерной техники». М.:ВНИИНМ, 2002. с. 66.
- Kupriyanov I. В., Gorokhov V. A., Nikolaev G. N., Burmistrov V. N. Research and development of radiation resistant beryllium grades for nuclear fusion applications. // J. Nucl. Mater. 1996. V. 233−237. P. 886−890.
- Kupriyanov I. В., Gorokhov V. A., Melder R. R. et al. Investigation of ITER candidate beryllium grades irradiated at high temperature.// J. Nucl. Mater. 1998. V. 258−263. P. 808−813.
- Myers S. М., Smugeresky J. Е. Phase equilibrium in the Fe-Al-Be system using high-energy ion beams // Metal. Trans. 1976. v. 7A. P. 795−802.
- Iwadachi Т., Schmidt D., Kawamura H. The distribution of impurities in beryllium pebbles produced by Rotating Electron Method. Proc. 4th IEA Int. Workshop on Beryllium Technology for Fusion, Karlsruhe, Sept. 1999. FZKA- 6462. Apr. 2000. P. 15−24.
- Dombrowski D. E., Haws W. J., Mckeighan P. Comparison of Elevated Temperature Properties of HIP’d Impact Ground Beryllium (S-65H) and HIP’d Gas Atomized (GA) Beryllium. Ibid. P. 77−127.
- Khomutov A. M., Gorokhov V. A., Mikhailov V.S., Nikolaev G.N., Timofeev R. Yu., Chernov V. M. Temperature-strain rate dependence ofmechanical properties of a beryllium of the DShG-200 brand. Ibid. P. 128 131.
- Cardella A., Barabash V., Ioki K., Yamada M., Hatano Т., Lorenzetto P., Masul I., Merola M., Ohara Y., Strebkov Y. Application of beryllium as first wall armour for ITER primary, baffle and limiter modules. Ibid. P. 192 198.
- Harries D.R., Dalle Donne M., Scaffidi-Argentina F. An Assessment of the Tensile and Fracture Toughness Data Generated in the Beryllium Irradiation Embrittlement Test (BSBE) Programme. Proc. Ibid. P. 211−232.
- Chaouadi R., Leenaerts A., Puzzolante J. L., Scibetta M. Radiation Effects on the Mechanical Properties of Irradiated Beryllium. Ibid. P. 233−246.
- Chakin V.P., Kupriyanov I.B., Tsykanov V. A., Kazakov V. A., Melder R. R. Swelling and mechanical properties of beryllium irradiated in the SM reactor at low temperature. Ibid. P. 257−263.
- Dalle Donne M., Longhurst G. R., Kawamura H., Scaffidi-Argentina F. Beryllium R&D for blanket application. J. Nucl. Mater. 1998. V. 258−263. P. 601−606.
- Ishitsuka E., Kawamura H., Terai Т., Tanaka S. Microstructure and mechanical properties of neutron irradiated beryllium. Ibid. V. 258−263. P. 566−570.
- Kleykamp H. Phase equilibria, compatibility studies and thermal properties of beryllium systems. Proc. 4th IEA Int. Workshop on Beryllium Technology for Fusion, Karlsruhe, Sept. 1999. FZKA- 6462. Apr. 2000. P. 25−42.
- Anderl R. A., Scaffidi-Argentina F., Davydov D., Pawelko R.J. and Smolik G. R. Steam chemical reactivity of Be pebbles and Be powder. Ibid. P. 62−69.
- Гладков В. П., Петров В. И., Скоров Д. М., Тенишев В. И. Влияние железа, никеля и меди на электропроводность бериллия П Конструкционные материалы в атомной технике. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 77.
- Эмсли Дж. Элементы М.: Мир, 1993.
- Папиров И. И. Структура и свойства сплавов бериллия. Справочник -М.: Энергоатомиздат, 1981.
- Бериллий. Наука и технология / Под ред. Д. Вебстера. Пер. с англ. под ред. Г. Ф. Тихинского М.: Металлургия, 1984.
- Myers S. М., Smugeresky J. Е. Phase equilibria in the Fe-Al-Be system using high-energy ion beams // Metal. Trans. A. 1978. V.9A. P. 1789.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. В 3 т. Т. 1 / Под ред. Н. П. Лякишева М.: Машиностроение, 1996.
- Новиков И. И. Теория термической обработки металлов М.: Металлургия. 1978.
- Папиров И. И., Тихинский Г. Ф. Физическое металловедение бериллия М.: Атомиздат, 1968.
- Васильев Л. А., Белых З. П. Алмазы, их свойства и применение -М.: Недра, 1983.
- Мессбауэровский спектрометр МС1101Э. Техническое описание -Ростов н/Д: НИИ Физики при РГУ, 1990.
- КиттельЧ. Квантовая теория твердых тел-М.:Наука, 1967.
- Свидетельство на комплект стандартных образцов гамма-резонансных поглотителей ГСО № 2996−83, 3002−83 и др. по Государственному реестру мер и измерительных приборов Госстандарта СССР. ВНИИФТРИ, 1987.
- Свидетельство на комплект стандартных образцов гамма-резонансных поглотителей ГСО № 2996−83, 3002−83 и др. ВНИИФТРИ Госстандарта России. Центр метрологии ионизирующих излучений, 1999.
- Margulies S., Ehrman I. Transmission and line broadening of resonance radiation incident on a resonant absorber // Nucl. Instr. and Meth. 1961. V. 12.P.131.
- Shirley D. A., Kaplan M., Axel P. Recoil-free resonant absorption in Au197 // Phys.Rev. 1961. V. 123. N.3. P. 816.
- Быков Г. А., Хиен Ф. З. Расчет параметров экспериментального спектра резонансного поглощения гамма-квантов в кристаллах // ЖЭТФ. 1962. Т. 43. Вып. 3. С. 909.
- Sawicki J. A. Iron-bearing precipitates in zircalloys: a Mossbauer spectroscopy study // J. Nucl. Mater. 1996. V. 228. P. 238.
- Sawicki J. A. Mossbauer spectroscopy of tin in unirradiated and neutron irradiated zircalloys // J. Nucl. Mater. 1999. V. 264. P. 169.
- Mossbauer R. L., Wiedemann W. H. Kernresonanzabsorption nicht Doppler-verbreiterter gammastrahlung in Re187 // Zs. Phys. 1960. B. 159. S. 33.
- Williams J. M., Brooks J. S. The thickness dependence of Mossbauer absorption line areas in unpolarized and polarized absorbers // Nucl. Instr. and Meth. 1975. V. 128. P. 363.
- Fotev N. M., Ivanchev N. P. A method for determining Debye-Waller factor from absolute areas. // Bulgarian Physics J. 1979. V. 5. P. 540.
- Kistner О. C., Kocher C. W., Mozer В., Swan J. B. Recoil-free nuclear-research-absorption spectrum of Fe impurity atoms in beryllium. // Bull. Amer. Phys. Soc. 1962. V. 7. N. 4. P. 294.
- Петров В. И., Дубинская Ю. JI. Мессбауэровский спектр фазы, выделяющейся при старении сплава бериллий-железо. Международная конференция «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения», 8−12 июля 2002 г., С.-Петербург, Россия. Тезисы докладов. С. 141.
- Паркер В., Слэтис Г., Гоулдинг Ф., Аллен Р. Некоторые вопросы техники эксперимента // Альфа-, бета- и гаммма-спектроскопия. Под ред. К. Зигбана. М.: Атомиздат, 1969. Т. 1. С. 380.
- Housley R. М., Erickson N. Е., Dash J. G. Measurement of recoil-free fractions in studies of the Mossbauer effect // Nucl. Inst, and Methods. 1964. V. 27. N. l.P. 29.
- Алексеев JI. А. Связь вероятности эффекта Мессбауэра с некоторыми макрохарактеристиками твердого тела. Автореф. дис. к. ф. м. н. М.: ЦНИИЧМ, 1965. 15 с.
- Петров В. И., Дубинская Ю. Л., Гладков В. П. Контроль примеси железа в бериллии методом мессбауэровской спектроскопии. Отчет. № гос. регистрации 0196.10 878. 2001 г. 87 стр.
- Дубинская Ю. Л., Петров В. И. Особенности распада пересыщенного твердого раствора железа в горячепрессованном бериллии по данным мессбауэровской спектроскопии. Физика и химия обработки материалов. 2003. № 3. С.5−11.
- Физическое материаловедение. Под редакцией Р. У. Кана и П. Хаазена. М.: Металлургия, 1987. 624 с.
- Dubinskaya Yu. L., Petrov V. I., Gladkov V. P., Rumyantsev I. M. Features of iron-contained phases precipitating in commercial beryllium at 600 °C. Перспективные материалы. Специальный выпуск. 2002. С. 65−69.
- Папиров И. И. Бериллий в сплавах. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1986. 184 с.
- Министерство образования и науки Российской Федерации Московский инженерно-физический институт (государственный университет)1. На правах рукописи1. ДУБИНСКАЯ Юлия Леонидовна
- ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗА В БЕРИЛЛИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА
- Специальность 01.04.07 физика конденсированного состояния