Loading...
Please wait, while we are loading the content...
Etude de l'oxydation thermique du titane et du zirconium sous irradiation aux ions d'argon dans le domaine du MeV (E ≤ 15 MeV)
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Do, Ngoc Long |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | Nous avons montre que l'irradiation aux ions d'argon d'energie comprise entre 1 et 15 MeV cause des dommages en surface du titane et du zirconium, qui prennent la forme d'une oxydation acceleree et/ou d'une craterisation dont les effets evoluent en fonction de l'energie du projectile et de l'atmosphere de recuit (temperature et pression), simulant les conditions environnementales representatives de l'interface gaine/combustible d'un reacteur REP. Par AFM, nous avons montre que la surface du titane et du zirconium etait attaquee par bombardement aux ions d'argon, a haute temperature (jusqu'a 500°C) en milieu faiblement oxydant (sous pression d'air sec rarefie comprise entre 5,7 10-5 Pa et 5 10-3 Pa) et a une dose moyenne fixee a environ 5 1014 ions.cm-2. On observe ainsi la formation de crateres nanometriques sur toute la surface du titane irradie entre 2 et 9 MeV et celle du zirconium irradie a 4 MeV, dont les caracteristiques varient en fonction de la temperature et de la pression. Dans le cas du couple Ar/Ti, l'efficacite d'endommagement superficiel augmente lorsque l'energie du projectile diminue de 9 a 2 MeV. Par ailleurs, alors que la surface du titane apparait transparente au faisceau d'ions a 15 MeV, celle du zirconium revele de nombreux crateres micrometriques entoures d'un large halo sombre. Les caracteristiques des crateres (taille et densite superficielle) different de facon significative de celles observees a la fois dans le domaine des basses energies (keV) ou le depot d'energie est controle par les collisions balistiques (Sn) et dans le domaine des hautes energies (MeV - GeV) ou le depot d'energie est controle par les excitations electroniques (Se), ce qui n'etait pas completement inattendu dans le domaine d'energie intermediaire etudie, dans lequel des effets de pouvoir d'arret combine Sn - Se sont envisageables. Par XPS couple au decapage ionique, nous avons montre qu'il existe un effet d'irradiation sur l'oxydation thermique du titane, exacerbee sous faisceau d'ions d'argon entre 2 et 9 MeV, et qu'il existe aussi un effet d'energie sur l'epaisseur et la stœchiometrie de l'oxyde. L'etude menee par Ellipsometrie Spectroscopique sur les films d'oxyde formes entre 1 et 9 MeV a corrobore ces resultats et montre precisement qu'il existe un pic d'oxydation en fonction de l'energie d'ions d'argon, qui presente un maximum a 3 MeV, dans les conditions de l'experience. Les mesures de gain d'oxygene effectuees par NBS confirment l'existence de ce pic d'oxydation. Les resultats acquis a ce jour par NBS concernant l'oxydation thermique du zirconium sous irradiation a l'argon de 4 et 9 MeV confirment les travaux anterieurs du groupe Aval du Cycle Electronucleaire de l'Institut de Physique Nucleaire de Lyon, et suggerent fortement l'existence d'un pic d'oxydation dans la meme plage d'energie de projectile que pour le titane. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00780772/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
