Positron annihilation lifetime spectroscopy of FeCr and FeCrAl oxide dispersion strengthened (ODS) alloys

FeCr/FeCrAl-酸化物分散強化(ODS)合金の陽電子寿命測定

鵜飼 重治  ; 平出 哲也  ; 大久保 成彰   

Ukai, Shigeharu; Hirade, Tetsuya; Okubo, Nariaki

Ti添加FeCr ODS合金とAl添加FeCrAl ODS合金を対象として、酸化物粒子とフェライト母相の界面ナノ構造を調べることを目的に陽電子寿命測定を行った。測定データは2トラップから成る3成分に精度良く分解できることが示された。フェライト母相での陽電子寿命は理論値である107ピコ秒に近い値になった。陽電子消滅同時計数ドップラー広がり法と高分解能電顕観察を併用することにより、陽電子をトラップしている2種類の欠陥集合体の構造を詳細に調べた。その結果、短寿命(179-194ピコ秒)に対応する欠陥集合体は蔵元らの理論解析に基づき、フェライト母相と酸化物粒子の界面に形成されたミスフィット転位に沿って集積した単空孔や複空孔にトラップされた陽電子の寿命に対応している。また、長寿命(301-323ピコ秒)は界面に生成したアルゴンガスバブルに対応しいていることを示した。陽電子消滅測定で得られたアルゴンガスバブルの数密度は高分解能電顕で観察された酸化物粒子の数密度と同オーダーで両者は整合していることを確認した。

Positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS) was performed to characterize the interface nanostructure between the oxide particles and the ferritic matrix for two types of the oxide dispersion-strengthened (ODS) alloys. The spectra were precisely decomposed with two trappings. For the shorter annihilation lifetime (179-194 ps), based on the advanced theoretical work by Kuramoto, it could be ascribed to positron trapping at vacancies and divacancies localized under the misfit dislocations. The longer annihilation lifetime (301-323 ps) could be Ar-filled gas bubbles precipitated at the oxide particle/matrix interfaces. The estimated number density of Ar-filled gas bubbles is the same order of the oxide particle number density measured by HRTEM.