The Formation of a Defect Structure in a Near Surface α-Fe Layer After High Power Ion Beam Exposure

Results on the defect structure in α-Fe after high power ion beam exposure (HPIB) are presented. Using the positron annihilations technique, electron microscopy, microhardness measurements, and secondary ion mass spectrometry (SIMS), the formation of a dislocation structure, vacancy clusters (di- and trivacancies), and vacancy loops are revealed in the near surface layer. A correlation between the growing dislocation density and microhardness, on the one hand, and the increasing current density, on the other hand, can be observed. An element analysis performed using the SIMS technique did not show carbide, nitride, and oxide formation on the α-Fe surface. Increased surface and bulk microhardness are related to the formation of the total spectrum of defects in a modified layer. Results obtained using HPIB from a α-Fe surface are compared to results on single-axis-deformed α-Fe. Es werden Ergebnisse zur Defektstruktur von α-Fe nach Ionenbestrahlung mit hoher Leistung (HPIB) berichtet. Mit Hilfe von Positronenannihilation, Elektronenmikroskopie, SIMS und Mikrohärte-Untersuchungen wird eine Bildung von Versetzungsstrukturen, Leerstellenklustern (zweifache und dreifache Leerstellen) sowie von Leerstellenschleifen im oberflächennahen Bereich gefunden. Es wird ein Zusammenhang zwischen der zunehmenden Versetzungsdichte und der Mikrohärte einerseits und der Stromdichtezunahme andererseits festgestellt. Eine Elementanalyse mit SIMS zeigt keine Karbid-, Nitrid- oder Oxyd-Bildung auf der Oberfläche von α-Fe. Das Anwachsen der Oberflächen- und Volumen-Mikrohärte wird dem gesamten Defektspektrum in einer modifizierten Schicht zugeschrieben. Die HPIB-Untersuchungen an der α-Fe-Oberfläche werden mit Ergebnissen an einachsig deformiertem α-Fe verglichen.

Перевод пока недоступен