Preparación de lamelas en aleaciones irradiadas: análisis de burbujas de He en función de la profundidad

T.E. TORRES; D. RONDÓN BRITO; E. A. SANCHEZ; A.J. TOLLEY

Mar del Plata

Congreso; SAM CONAMET 2022; 2022

La creciente demanda en el desarrollo de nuevos materiales, capaces de soportar la integridad mecánica en altas temperaturas y altas dosis de irradiación en los componentes estructurales de reactores de generación IV y en componentes de primera pared en reactores de fusión, constituyen una de las motivaciones principales en el estudio de nuevas aleaciones metálicas [1].Con el objetivo de estudiar la influencia de la microestructura sobre los efectos de la irradiación, en este trabajo se irradiaron muestras de Al puro y de una aleación de Al-Cu-Si-Ge con una alta densidad de precipitados, con iones de He de 20 keV a temperatura ambiente. Análisis por microscopia electrónica de transmisión (TEM) y espectroscopia de pérdida de energía de electrones (EELS), fueron realizados en láminas delgadas de sección perpendiculares a la superficie irradiada, preparadas en un microscopio de iones y electrones focalizados (FIB-SEM), para caracterizar la distribución en profundidad del He implantado (Figura 1a). En la muestra de aluminio puro se observaron burbujas de He, con un tamaño levemente mayor al observado en muestras de geometría plana. Los espectros EELS muestran un pico correspondiente al He (Figura 1b) [2].En la muestra de la aleación Al-Cu-Si-Ge, en la cual no se observaron burbujas de He luego del proceso de implantación en muestras de geometría plana, se observaron burbujas de He facetadas con un tamaño máximo de alrededor de 6 nm a una distancia de aproximadamente 160 nm de la superficie irradiada (Figura 1d y 1e). Los resultados indican que durante la preparación de la lámina delgada se produce un calentamiento local. Este calentamiento induce el crecimiento de las burbujas en la muestra de Al puro y la formación de las burbujas de He en la aleación. Se observa que la alta densidad de precipitados en la aleación provoca una marcada diferencia en la evolución de la microestructura del material ante la irradiación con iones de He.1. S. J. Zinkle, G. S. Was, Material challenges in nuclear energy. Acta Materialia, 2013. 61: p. 735-758.2. W. Jäger, R. Manzke, H. Trinkaus, G. Crecelius, R. Zeller, Density and pressure of helium in small bubbles in metals. Journal of Nuclear Material, 1982. 111-112: p. 674-680.