ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Керамические материалы из "Влияние облучения на материалы и элементы электронных схем " Ионизирующее излучение влияет на кристаллическую структуру керамических материалов, смещая атомы в кристаллической решетке, вызывает превращения атомов при ядерных реакциях и возбуждает электроны при ионизации. Теоретические основы радиационных повреждений детально обсуждались во многих работах. В этой главе будут приведены типичные результаты облучения керамических материалов и дан обзор имеющихся сведений о влиянии облучения на важные технические свойства керамик. [c.142] Быстрые нейтроны, а-частицы, протоны, осколки деления и т. д. теряют энергию при прохождении через материалы сначала при неупругих столкновениях производят ионизацию, затем при упругих образуют смещения в решетке. Смещение атома в решетке происходит, если энергия, передаваемая при упругом столкновении, больше примерно 25 эв. Хотя большая часть энергии тяжелых заряженных частиц теряется при ионизации, остается достаточно энергии для смещений в решетке. Так как сечение столкновения для заряженных частиц относительна велико, смещения происходят близко одно к другому, нарушая решетку в относительно небольшом объеме. Обычно смещенные атомы в первый момент обладают энергией, достаточной для вторичных смещений, которые в свою очередь могут привести к смещениям третьего и более высоких порядков. Они образуют локализованные области нарушений в кристаллах, называемые пиками. С другой стороны, сечение соударения быстрых нейтронов (высоких энергий) мало и приводит к смещениям, рассеянным, вдоль нути нейтрона в кристаллической решетке. Как и для тяжелых заряженных частиц, в этом случае могут происходить смещения вторичных и более высоких порядков с образованием изолированных областей разу-порядочения. Радиус действия нейтронов много больше радиуса действия тяжелых заряженных частиц, и большая часть их энергии достаточна для образования смещений. [c.142] В карамических материалах в результате нарушений структуры происходят различные изменения свойств. Внедрение атомов в междоузлия решетки приводит к распуханию, которое может развиваться и вызывать разрушение материала. Дефекты структуры понижают теплопроводность керамики. Термические пики, особенно образующиеся в конце пути пробега частицы, представляют собой локализованные области высоких температур. Быстрый нагрев и охлаждение в этих областях могут усилить диффузию и привести к образованию метастабильных фаз. [c.142] Превращения в кристалле в результате ядерных реакций при облучении нейтронами приводят к образованию атомов примесей. Как правило, это не очень существенно, за исключением случаев, когда образуются газы (например, при реакции нейтронов с бериллием образуется гелий). Газы в решетке могут накапливаться, образуя пузырьки, и приводить к сильному распуханию. Атомы примесей, не являющихся газами, могут существенно менять свойства полупроводников. [c.142] Ионизация и возбуждение электронов, производжмые при прохождении быстрых частиц или -излучения через кристаллическую решетку, не влияют на обычные технические свойства керамик в заметной степени. Однако электроны, выбитые из атомов кристаллической решетки, могут захватываться в дефектах с образованием центров окрашивания или областей с переменными оптическими абсорбционными характеристиками. Этот эффект может иметь большое значение в тех областях техники, где применяются оптические стекла. [c.143] Так как искаженная решетка термодинамически неустойчива, во многих случаях возможно восстановление свойств керамических материалов отжигом после облучения. Чрезвычайно суш ественно, что число нарушений решетки можно уменьшить, если выдерживать образец при высоких температурах во время облучения. Таким образом, если материал использовать в поле облучения при высокой температуре, степень повреждений уменьшается. [c.143] Другим фактором, который следует рассмотреть, является влияние интенсивности накопления дефектов на свойства керамических материалов. Этот фактор пока недостаточно изучен, но, по-видимому, эта характеристика не имеет особого значения, по крайней мере в применении к технике сегодняшнего дня. [c.143] Вернуться к основной статье