Structure of nano-size oxides in ODS steels and its stability under electron irradiation

ODS鋼中に分散するナノサイズ酸化物の構造と電子照射下におけるそれら酸化物の構造安定性

岡 桂一朗*; 大貫 惣明*; 山下 真一郎   ; 赤坂 尚昭; 大塚 智史   ; 谷川 博康

Oka, Keiichiro*; Onuki, Somei*; Yamashita, Shinichiro; Akasaka, Naoaki; Otsuka, Satoshi; Tanigawa, Hiroyasu

ナノサイズ酸化物粒子の微細構造上の詳細を把握するために、超高圧電子顕微鏡(HVEM),エネルギー分散型X線分光法(EDS),アトムプローブ電界イオン顕微鏡(AP-FIM)等の各種手段により3種類の異なるODSフェライト鋼及びODSオーステナイト鋼を調査した。酸化物はイットリウム(Y),チタン(Ti)及び酸素(O)などの成分を含んでおり、粒子の内側と外側で組成が異なる殻状の複層構造(以下、シェル状構造と称す)になっていることが示された。シェル状構造は、製造段階における母相の結晶構造と因果関係のあることが示唆された。酸化物粒子の照射下安定性を評価するために実施した電子照射試験(照射温度:室温923K,照射量47dpa)の結果からは、酸化物粒子の明確なサイズ変化は認められなかった。本研究で取得した実験結果をほかの研究成果と比較・検討し、酸化物の照射下安定性は酸化物の化学組成によって大きく異なることが明らかとなった。

For understanding the microstructural details of nano-size oxide particles, three types of ODS ferritic and austenitic steels were examined by high voltage electron microscopy, EDS and AP-FIM. The oxide included Y, Ti and O and showed a shell-like structure with different composition. The shell-like structure depends on crystal structure of the matrix during fabrication process. To evaluate the irradiation stability of the oxide particles, the electron irradiation was carried out to 47 dpa in the temperature range between room temperature and 923 K. During the irradiation, the oxide particles did not show obvious change in size. The irradiation behavior is discussed comparing with the results recently reported.