IG-110核石墨经Xe26+辐照后的形貌和微观结构演化

核石墨作为核反应堆的关键材料,受到核反应堆内的高通量辐照后其微观结构会产生损伤,直接影响反应堆的安全运行.为研究核石墨的辐照损伤行为,以IG-110核石墨为研究对象,研究了7 MeV Xe26+辐照对核石墨的形貌和微观结构影响.采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、掠入射X射线衍射仪、拉曼光谱仪和纳米压痕仪对IG-110核石墨的形貌和微观结构进行了表征.结果表明,在0.11?dpa剂量辐照后,IG-110核石墨表面出现"ridge-like"结构,该结构主要在黏结剂区出现,且表面粗糙度略有增加.随着剂量的进一步增加,填料区也出现"ridge-like"结构.在0.55?dpa的剂量下,因表面孔结构的闭合而引起的新孔增多,表面粗糙度增加.这种形貌和微观结构的变化归因于石墨沿C轴方向的膨胀,且石墨薄片中的缺陷密度和面内无序度随剂量的增加而增加,但力学性能呈先增加后降低的趋势.前者是由位错钉扎和微孔闭合引起的,而高剂量辐照后力学性能下降归因于孔隙率的增加和非晶结构的产生.