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Ver el documento (formato PDF)   Miralles, Mónica T..  "El recuperado térmico de los aglomerados de defector producidos por irradiación neutrónica en monocristales de cobreThermal annealing of defect clusters induced by neutron irradiation in copper single crystals"  (1998)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La irradiación con particulas energéticas es una de las técnicas mas utilizadas para introducir. en forma controlada, defectos, en las redes cristalinas metalicas. La presencia de defectos altera sensiblemente las propiedades fisicas de los materiales. Si se eligen obserables físicos lo suficientemente sensibles a estas estructuras de defectos, se puede obtener información acerca del tipo, de la configuración espacial, de la concentración, y de las cineticas de reacción entre los mismos. La aplicación de tratamientos térmicos postirradiación permite proprocionar, en forma gradual, las energias de activacion necesarias para lograr la recombinación de los defectos y la consecuente recuperación de la propiedad fisica elegida. De este modo se obtienen las llamadas “Etapas de Recuperación" del observable fisico en cuestión, cuyos rasgos generales, si bien son comunes a todos los metales, identifican en forma univoca a cada uno de ellos. El tema del presente Trabajo de Tesis es: “El Recuperado Térmico (T > 450 K) de los Aglomerados de Defectos producidos por Irradiación Neutrónica a Bajas Dosis y a 77 K en Cu de alta pureza, a través de la Tensión Critica Resuelta de Corte, medida a 77 K". El recuperado térmico mencionado corresponde a la ultima etapa de recuperación del Cu, la Etapa V, la cual ha sido muy poco estudiada. La misma se asocia generalmente a la disociación de los aglomerados de vacancias con la aniquilación sistemática de los aglomerados de intersticiales por vacancias térmicas. Pero los detalles de este proceso no estan bien establecidos y su esclarecimiento, desde un punto de vista basico, es de fundamental importancia para la comprensión y predicción de los fenómenos asociados a las inestabilidades estructurales que ocurren en los materiales expuestos a severos entornos de radiación. En este trabajo, los aglomerados de defectos se introducen en las probetas de tracción monocristalinas de cobre, mediante la irradiación neutronica en el criostato instalado dentro del reactor RA-1 de la CNEA, a 77 K y dosis inferiores a la de saturación (4.5 x 10^6 n/cm^2). Esta elección de las condiciones experimentales asegura la no superposición de las cascadas de desplazamientos atómicos y la estabilidad de los defectos creados a la deformación plastica (ausencia de canalización de dislocaciones). La Tensión Critica Resuelta de Corte medida a 77 K. TCRC-k, es un observable físico ideal para el estudio de la Etapa V Los aglomerados de defectos actuan como obstáculos al movimiento de las dislocaciones dando lugar a un enorme incremento de esta propiedad, conocido como fenomeno de endurecimiento El 75 % del daño introducido durante la irradiaicón es recuperado en la Etapa V. medida por esta propiedad, mientras que sólo el 15% es retenido en esta Etapa cuando la recuperación se mide a traves del incremento de la resistividad electrica A partir de los recuperados isócronos e isotérmicos de la TCRC-k en el presente trabajo, se pudo establecer, por primera vez y con esta técnica, la existencia de, al menos, tres subetapas de recuperacion ubicadas en los intervalos de temperatura: ~ 220-250 °C (Va), ~ 250-290 °C (Vb) y ~ 290-325 °C, demostrando en forma concluyente que el proceso de disolución de los aglomerados que tiene lugar en esta etapa es multiactivado.

Abstract:
The irradiation with energetic particles is one of the most common techniques to introduce defects in a controlled way in metallic lattices. Defects alter sensitively the physical properties of the materials. By choosing physical observables sensitive enough to these defect structures it is possible to obtain knowledge about the type, space configuration, concentration and kinetic reactions involved. Post-irradiation thermal annealings provide the activation energies necessaries to recombine defects and the consequent recovery of the choosed physical property. In this way, the so called “Recover Stages” of the physical observable could be obtained, whose general characteristics identify univocaly the studied metal. The subject of this Ph. D. thesis is: “Thermal annealing (T > 450 K) of the defect clusters induced by neutron irradiation at low dose at 77 K in high purity copper, through the Critical Resolved Shear Stress mesured at 77 K, CRSS77k". This thennal annealing corresponds to the least studied last recovery stage of copper: the Stage V which is generally associated with the dissociation of the vacancy clusters with the systematic annihilation of the interstitial clusters by thermal vacancies. It is fundamental to know the details of this process in order to understand and to predict the phenomena associated with the structural inestabilities that occur in materials exposed to severe irradiation environments. In the present work, the defect clusters were introduced into copper single crystals by neutron irradiation at liquid nitrogen in the RA-l reactor of the Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) up to a fast neutron dose of 4.5 x 10^6 n/cm^2. These experimental conditions prevent any superposition of the atomic displacements cascades and the stability of the plastic defonnation of the defects (abscence of dislocation channeling). The CRSS77k is an ideal physical observable to study the Stage V. The defect clusters act like obstacles to the dislocation movement producing an enormous increment of the CRSS: the radiation hardening. When the recovery is mesured through the increment of the CRSS, the 75 % of the radiation damage is recovered in Stage V, while only the 15 % is recovered when it is measured by the increment of the electrical resistivity. From the isochronal and isothermal annealings of the CRSS77k, it was possible to establish in the present work,for the first time and with this technique, the existence of at least three recovery substages in the temperature intervals: ~ 220-250 °C (Va), ~ 250-290 °C (Vb) y ~ 290-325 °C. In this way, it is conclusively demonstrated that the disolution of the clusters process of this stage is multiactivated, i.e., exists a spectrum of activation energies.

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Registro:
Título : El recuperado térmico de los aglomerados de defector producidos por irradiación neutrónica en monocristales de cobreThermal annealing of defect clusters induced by neutron irradiation in copper single crystals    
Autor : Miralles, Mónica T.
Director : González, H.C.
Año : 1998
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Centro Atómico Constituyentes
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3056_Miralles
Idioma : Español
Area Temática : Física / Física de los Materiales
Palabras claves : ENDURECIMIENTO; IRRADIACION; COBRE; RECUPERADO TERMICO; ETAPAS DE RECUPERACION; RADIATION HARDENING; COPPER SINGLE CRYSTALS; ANNEALING; RECOVERY STAGES
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