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SYGU: Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien

SYGU 2: Hauptvorträge

SYGU 2.6: Talk

Thursday, March 30, 2000, 17:30–17:45, H4

Schwerioneninduzierter Atomtransport in Metall/SiC — •Ralf Nagel¹, K. Weyrich², D.H.H. Hoffmann², A.G. Balogh¹ und H. Hahn¹ — ¹FB Materialwissenschaft, TU-Darmstadt, Petersenstr. 23, 64287 Darmstadt — ²Institut füer Kernphysik, TU-Darmstadt, Schloßgartenstr. 9,64289 Darmstadt

Ein wichtiges Gebiet der Fusionsforschung ist die Suche nach neuen Werkstoffen die als Konstruktionswerkstoffe für Reaktoren eingesetzt werden können. Eine vielversprechende Materialklasse sind hierbei SiC Verbundwerkstoffe. Als Fiber wird ihre Eignung als Reaktorwandmaterial untersucht. Die SiC-Fiber werden entweder in eine Metallmatrix oder in eine SiC-Matrix eingebracht. Neben den Anforderungen an thermische Stabilität sind besonders die strahlungsinduzierten Effekte von Interesse. Durch Bestrahlung mit Schwerionen lassen sich Defektstrukturen wie sie im Fusionsreaktor durch Neutronen auftreten in erheblich kürzerer Zeit erzeugen und die zugrundeliegende Mechanismen effizient untersuchen.

SiC Substrate wurden mit einer dünnen Metallschicht (70 nm, Fe, Ni) bedampft und anschliesend mit Schwerionen (Ar⁺, 150 keV) in einem Temperaturbereich von 77 K bis 573 K bestrahlt. Der dabei auftretende Atomtransport durch die Grenzfläche führte zu einer Durchmischung der Grenzschicht. Die beobachteten Mischungsraten können durch ballistisches Mischen, chemische Diffusion in thermal spikes und strahlungsinduzierte Diffusion erklärt werden.

Die Elementtiefenprofile wurden mit RBS bestimmt. Die Oberflächenrauigkeit wurde mit HREM und AFM untersucht. In einigen Proben wurde mit CEMS Phasenanalyse durchgeführt.