Characterization of loops in YSZ by Ne irradiation

Ne照射によりイットリウム安定化ジルコニア中に生じるループのキャラクタリゼーション

北條 智博*; 安原 聡*; 山本 博之; 相原 純 ; 古野 茂実*; 沢 和弘; 佐久間 隆*; 北條 喜一

Hojo, Tomohiro*; Yasuhara, Akira*; Yamamoto, Hiroyuki; Aihara, Jun; Furuno, Shigemi*; Sawa, Kazuhiro; Sakuma, Takashi*; Hojo, Kiichi

イットリア安定化ジルコニアは耐照射性材料として各種原子力材用への応用が期待される。本研究ではNe照射によるYSZの微細構造変化について、ループ生成挙動及びループ近傍の組成変化について透過型分析電子顕微鏡を用いた解析を行った。30keV, Neを923Kで310ions/cm照射した結果、ループは主として(110), (111), (112)面に生成することがわかった。このループ近傍の組成解析の結果から、Neの強度がループ中心部において他に比べて約20%高い強度で観測された。併せてこの部分における酸素濃度の減少なども観測されていることから、注入されたNeがループ中心部にバブルとして存在することが示唆された。

Yttria stabilized zirconia (YSZ) is a candidate material as optical and insulating materials in nuclear reactors. The investigation of defect formation under the ion irradiation is therefore required. In the present study, YSZ was irradiated with 30 keV Ne ions with a flux of 310 ions/cm at 923 K. Compositional changes were analyzed by energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) equipped with transmission electron microscope. From the observation of micrographs, it was shown that dislocation loops were formed on three kinds of crystallographic planes, namely, on (110), (111) and (112) planes. The dislocation loops inhabiting on (110) crystal plane were analyzed by EDS along the loops. The average composition between the vicinity of loops and the matrix is compared. On the basis of the obtained results, it is observed composition of oxygen on loops decreases and zirconium increases compared with the matrix.