多种重离子辐照对硼硅酸盐玻璃机械性能的影响

来源期刊：无机材料学报2019年第7期

论文作者：张晓阳 彭海波 刘枫飞 赵彦 孙梦利 管明 张冰焘 杜鑫 袁伟 王铁山

文章页码：741 - 747

关键词：硼硅酸盐玻璃;辐照效应;机械性能;

摘    要：研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响,对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3 MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃,利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明:硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小,辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和,此时硬度下降了35%,模量下降了18%;而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析,发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征,发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变,玻璃的聚合度下降,无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。