Mainz 1997 – wissenschaftliches Programm
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P: Plasmaphysik
P 20: Plasma-Wand-Wechselwirkung I
P 20.6: Vortrag
Mittwoch, 5. März 1997, 17:30–17:45, P 10
Erosionsverhalten und Siliziumverteilung des Si-dotierten CFC-Materials NS31 — •M. Balden and J. Roth — Max-Planck-Institut f"ur Plasmaphysik, Euratom Association, D-85748 Garching
Das auf W"armeleitf"ahigkeit optimierte NS31 ist ein Kandidat f"ur das Wandmaterial in Plasmamaschinen. Die Dotierung soll unter anderem die Erosion und das Tritiumr"uckhalteverm"ogen reduzieren. Deshalb wurde die Si-Verteilung sowie deren thermische Stabilit"at mittels RBS, die Oberfl"achenmorphologie mittels REM und die Erosion bez"uglich monoenergetischer Deuteriumionen untersucht.
Das Material besteht aus Bereichen aus reinem Graphit, aus Si ummantelten Graphitfasern und aus Si- oder SiC-Kristallen. Die Bereiche erreichen Gr"o"sen "uber 0,1 mm2. Innerhalb der RBS-Informationstiefe von ca. 20 µm ist die Si-Verteilung homogen, variiert aber mit der lateralen Position des Analyseflecks. Beim Heizen auf 1800 K f"ur 2 Stunden bilden sich "uberall auf der Oberfl"ache kleine SiC-Kristallite. Das Si-Tiefenprofil zeigt eine d"unne Verarmungszone an der Oberfl"ache, darunter eine Anreicherungszone von ca. 5 µm Dicke und im Inneren die mittelere Si-Konzentration des Ausgangsmaterials von 8-10 at. %. Die chemische Erosion bei 800 K und 1 keV f"ur ungeheizte Proben wird gegen"uber reinem Graphit um fast den Faktor 2 und f"ur geheizte Fl"ache um den Faktor 3 verringert. Auch bei Raumtemperatur ist die Zerst"aubungsausbeute f"ur geheizte Fl"achen niedriger als f"ur ungeheizte Proben. Verglichen mit reinem Graphit ist sie halbiert.