微量元素對Ni-Cr-Co高溫合金微觀缺陷和d電子的影響.pdf

1、本文根據(jù)正電子湮沒的特點(diǎn)，研制了雙高純鍺探頭-二維多道符合技術(shù)正電子湮沒輻射多普勒展寬裝置，大幅度地降低了正電子湮沒輻射多普勒展寬譜的本底。利用該裝置并結(jié)合正電子壽命譜儀，研究了常見元素及部分第四周期元素的電子動量分布；Ni-Co-Cr高溫合金回復(fù)和再結(jié)晶過程中缺陷的變化；磷對Ni-Co-Cr高溫合金電子密度和缺陷濃度的影響。 (1)采用符合技術(shù)降低正電子湮沒輻射多普勒展寬譜的本底 正電子湮沒輻射多普勒展寬譜可提供樣品中

2、正電子-電子湮沒對動量的信息。要獲取正電子與高動量電子的湮沒信號，必須降低正電子湮沒輻射多普勒展寬譜的本底。 在單一探頭Doppler展寬裝置中，湮沒譜的本底較高，峰高與本底之比僅約為200，因而難以從譜線的高能端提取核心電子的信息。 在Ge-Nal雙探頭Doppler展寬裝置中，高純Ge探頭用于記錄γ光子能譜，NaI探頭用于提供符合信號。使兩探頭互為反平行，以便探測到正負(fù)電子對湮沒后產(chǎn)生的能量約為511keV，動量方向

3、相反的兩個γ光子。當(dāng)同一湮沒事件產(chǎn)生的兩個方向相反的γ光子分別被兩個探頭探測到并將信號同時送至符合電路時，從高純Ge探頭來的脈沖被記錄到多道分析器(MCA)的存貯器中。這種方法，可降低譜高。為進(jìn)一步降低本底，我們研制了雙高純鍺探頭-二維多道符合技術(shù)正電子湮沒輻射多普勒展寬裝置。同-湮沒事件產(chǎn)生的兩個γ光子(能量為E<,1>和E<,2>)分別被兩個反平行放置的高純Ge探頭探測到并被存進(jìn)二維多道分析器中。以能量E<,1>,E<,2>作為橫縱

4、坐標(biāo)，構(gòu)成一個二維平面，計數(shù)對應(yīng)于每個(E<,1>,E<,2>)，這樣可以得到三維正電子湮沒輻射Doppler展寬譜。在E<,1>=E<,2>=51lkeV的道址處，有一個很強(qiáng)的峰，對應(yīng)于正電子與價電子湮沒。峰中心的兩邊，正交的兩條帶將平面分成四個象限。沿著與兩條坐標(biāo)軸成45°的對角線上的計數(shù)，兩個湮沒γ光子的能量之和E<,1>+E<,2>=2m<,0>c<'2>=1022 keVE<,1>+E<,2>≈2m<,0>C<'2>=1022

5、 keV(其中，E<,1>=m<,0>c<'2>-pc/2，E<,2>=m<,0>c<'2>+pc/2)，才是我們需要的有效符合事件的貢獻(xiàn)。因此，我們選取沿對角線方向的截面上的計數(shù)，就可以得到本底比較低的、能夠反映高動量電子湮沒細(xì)節(jié)的多普勒展寬譜。譜線的峰高與本底之比高于10<'5>。 (2)分析第四周期金屬元素的多普勒展寬譜，從中提取3d電子的信息。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，第四周期過渡族元素Ti，V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu的商譜

6、的譜峰隨著原子序數(shù)的增加往高動量方向移動，各元素的電子平均動量隨原子序數(shù)的增加而增大。原子中的3d電子數(shù)目越多，商譜的譜峰越高。 (3)通過對冷軋Ni-Cr-Co合金在530℃和570℃經(jīng)不同時間退火行為的研究，本文發(fā)現(xiàn)隨著退火時間的增加，合金內(nèi)部的缺陷密度減少，正電子與3d電子湮沒的幾率增大。提高退火溫度也可以起到同樣的效果。 (4)分析不同磷含量Ni-Cr-Co合金的多普勒展寬譜，我們發(fā)現(xiàn)P偏聚于晶界，降低合金的晶界