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Helium accumulation in metals during irradiation – where do we stand?

奥斯特瓦尔德成熟 成核 气泡 材料科学 脆化 热力学 聚结(物理) 晶界 化学物理 过饱和度 化学 冶金 结晶学 纳米技术 机械 微观结构 物理 天体生物学
作者
H. Trinkaus,B.N. Singh
出处
期刊:Journal of Nuclear Materials [Elsevier BV]
卷期号:323 (2-3): 229-242 被引量:679
标识
DOI:10.1016/j.jnucmat.2003.09.001
摘要

In the present contribution, the basic ideas pertinent to modelling helium accumulation in metals are reviewed. Topics of earlier work are: Diffusion of atomic He and bubble nucleation under irradiation, low temperature (diffusion controlled) vs. high temperature (dissociation controlled) nucleation, cascade induced He resolution and continuous bubble nucleation at high doses, homogeneous in the bulk vs. heterogeneous nucleation at extended defects; bubble coarsening upon annealing, migration and coalescence vs. Ostwald ripening; bubble state, upper limit vs. ‘equilibrium’ pressure, high pressure equation of state of He, bubble-to-void transformation under a stress or irradiation induced effective vacancy supersaturation. More recent topics are: formation and growth limitation of He platelets (He-filled nano-cracks) in some metals and ceramics, coupled two-component Ostwald ripening of bubble–loop complexes. Possible effects of bubble formation on mechanical properties are briefly addressed: hardening and embrittlement, particularly at high temperature where intergranular fracture is induced by the transformation of bubbles to voids at grain boundaries. Finally, important but unsolved problems are identified and their relevance are briefly discussed.
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