Research Abstract
レーザー照射および電子線照射下での転位ループの形成と成長のその場実験
Dislocation Loop Formation and Growth under In Situ Laser and/or Electron Irradiation
2011年12月12日 Scientific Reports 1 : 190 doi: 10.1038/srep00190
空孔や格子間原子は、結晶における主となる格子（点）欠陥で、転位ループやボイドの形成など観察可能な微細組織変化をもたらす。耐条件下での巨視的な材料相安定性や耐環境性は、このような欠陥の拡散特性によって決まる。点欠陥の拡散エネルギーのその場測定法は種々提案されているが、直接測定する方法は限定されている。本論文では、レーザーを敷設した超高圧電子顕微鏡（レーザーHVEM）から照射されるパルスレーザービームを用いて、レーザー照射下での空孔移動の活性化エネルギーを測定する新たなその場測定法を提案する。当該その場観察法により、レーザー照射下におけるオーステナイト系ステンレス鋼の空孔型転位ループの形成とその成長様を明らかにした。これらの転位ループは、レーザー照射の後、等温度でアニーリングを行うと、成長し続けた。著者らは、レーザー超高圧電子顕微鏡による新たな格子欠陥研究手法の確立となることを期待している。
- 北海道大学大学院工学研究院附属エネルギー･マテリアル融合領域研究センター
- 高エネルギー加速器研究機構
Vacancies and interstitial atoms are primary lattice (point) defects that cause observable microstructural changes, such as the formation of dislocation loops and voids in crystalline solids. These defects’ diffusion properties determine the phase stability and environmental resistibility of macroscopic materials under ambient conditions. Although in situ methods have been proposed for measuring the diffusion energy of point defects, direct measurement has been limited. In this study, we propose an alternative in situ method to measure the activation energy for vacancymigration under laser irradiation using a pulsed laser beam from a laser-equipped high-voltage electron microscope (laser-HVEM).We made in situ observations that revealed the formation and growth of vacancy dislocation loops in an austenitic stainless steel during laser irradiation. These loops continued to grow when thermal annealing was performed after laser irradiation at the same temperature. We anticipate that laser-HVEM will provide a new method for investigating lattice defects.
