Vacancy migration in -iron investigated using in situ high-voltage electron microscopy

超高圧電子顕微鏡その場観察による鉄中の空孔移動度の検討

阿部 陽介  ; 佐藤 裕樹*; 橋本 直幸*

Abe, Yosuke; Sato, Yuki*; Hashimoto, Naoyuki*

高エネルギー粒子照射により形成される点欠陥の移動の活性化エネルギーは、照射下でのミクロ組織変化の予測を目的とした様々な数値計算モデルにおける重要な物理量である。本研究では、超高圧電子顕微鏡を用いた電子照射その場観察により、鉄中の格子間原子集合体の成長速度を275-320Kで測定した。フィルム媒体に加えてビデオ撮影による動画データに画像処理技術を援用することにより、大量のデータ解析を可能にした。得られた成長速度の温度依存性と反応速度式から導出される関係式を用いることにより、空孔拡散の活性化エネルギーを評価した。さらに、材料中の不純物元素が成長速度を遅くする効果について議論した。

We measured the growth rate of self-interstitial atom (SIA) clusters in electron-irradiated -iron at 275-320 K using in situ high-voltage electron microscopy. To improve the statistical accuracy of the measurement, we used photographic films and video data. This enabled analysis of a considerable amount of data by extracting several SIA clusters and tracking their size growth using image processing techniques. By fitting the temperature-dependent cluster growth rate to the Arrhenius relations derived using rate theory analysis, we obtained vacancy migration energy of eV. In addition, the effects of impurities leading to decrease in the cluster growth rate were briefly discussed.