The Use of Nuclear Scanning Microprobe to Study Radiation-Induced Migration of Impurities at the Grain Boundaries in Construction Materials

Abstract

Розглянуто застосування ядерного скануючого мікрозонду в дослідженнях радіаційно-стимулюючої міграції домішок на границях зерен у конструкційних матеріалах. Робота присвячена підготовці зразків для проведення опромінення мікроскопічних областей, які включають декілька зерен. Зразки представляють собою мідь з нанесеною плівкою сірки. Встановлення хімічного складу зразків, а також побудова карт розподілення елементів проводилась на основі аналізу виходу характеристичного рентгенівського випромінювання (ХРВ), яке є продуктом взаємодії опромінюваних частинок із атомами мішені. За допомогою метода мікро-ХРВ отримані двовимірні карти розподілу елементів, які виявили наявність хаотично розташованих включень кремнію, що виникли в результаті механічної обробки. Показано відмінність в якості плівок сірки нанесених за допомогою термо- випаровування і краплинним методом.

Рассмотрено применение ядерного сканирующего микрозонда в исследованиях радиационно-стимулированной миграции примесей на границах зерен в конструкционных материалах. Работа посвящена подготовке образцов для проведения облучения микроскопических областей включающих несколько зерен. Образцы представляют собой медь с нанесенной пленкой серы. Определение химического состава образцов, а также построение карт распределения элементов проводилось на основе анализа выхода характеристического рентгеновского излучения (ХРИ) являющегося продуктом взаимодействия облучаемых частиц с атомами мишени. С помощью метода микро-ХРИ получены двумерные карты распределения элементов, которые выявили наличие хаотично расположенных включений кремния возникших в результате механической обработки. Показано различие в качестве пленок серы нанесенных с помощью термо-испарения и капельным методом.

The application of scanning nuclear microprobe for study a radiation-induced migration of impurities at the grain boundaries in structural materials was considered. The work describes the sample preparation for a further irradiation of microscopic areas which include a few grains. Copper samples with deposited sulfur film were used in the present work. Determinations of a chemical composition of the samples, as well as a mapping of the element distribution, were based on the analysis of characteristic paticle induced X-ray emission (PIXE). Two-dimensional distribution maps of elements, that revealed a presence of randomly distributed inclusions of silicon as a result of mechanical treatment, were obtained using the method of micro-PIXE. The quality difference of sulfur films deposited by thermal evaporation and a drop method was shown.