1 — для облучения прн 30 0C; 2 —. после отжига в течение 5 ч при 1250°С; 3 после обжнга прн 2000° С [50]
%
_1_ I.,, , I L_
5 10 15 го FIO ‘^Heump-JMz
Рис. 22. Зависимость изменения размеров образцов продавленного, почти изотропного графита, вырезанных перпендикулярно осн продавливаиия, от флюенса быстрых нейтронов и температуры облучения:
5 ТО 15 го F-W25, тйгтр/м*
Ряс. 21. Зависимость изменения размеров образцов нродавлеиного, почти изотропного графита, вырезанных параллельно осн продавлнвания, от флюенса быстрых нейтронов и температуры облучения: J — 550—600 cC; 2 _ 360^-400 0C [50]
Изменения размеров графита зависят от направления (вдоль илн поперек оси продавливаиия), флюенса и температуры. Первоначальное (при умеренных флюенсах) уменьшение размеров сменяется их увеличением. С ростом температуры изменения размеров графита снижаются и при температурах выше 350 0C объем многих образцов сокращается. Изменения размеров анизотропного графита от флюенса быстрых нейтронов при различных температурах в направлениях параллельно н перпендикулярно оси продавливаиия приведены на рис. 21 и 22,
Уменьшение пластичности является следствием радиационного упрочнения графита. Снижение пластичности приводит к образованию трещин.
Важна способность графита накапливать энергию деформации в кристаллической решетке как следствие радиационных Дефектов. Накопленная энергия может проявить себя через выделение теплоты, сопровождающееся резким повышением температуры. Зависимость изменения накопление! энергии от флюенса и влияние отжига на ее уменьшение приведены на рис. 23,
6. МАТЕРИАЛЫ С МАЛЫМ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ В ВАКУУМ
К конструкционным материалам, применяемым в вакуумных системах» ломимо требований в отношении конструкционной прочности, технологи[35]*1 ности и экономичности, предъявляю» дополнительные требования. В jtix числе малая скорость газовыделения при высокой коррозионной стойкости во влажной атмосфере. Весь этот комплекс свойств определяет выбор материала для различных деталей вакуумных систем. В частности, аусте – нитные хромоникелевые стали являются основным материалом для высоковакуумных непрогреваемых сварных камер больших размеров благодаря малой скорости газовыделения, высокой коррозионной стойкости, обеспечивающей долговечность, хорошей технологической пластичности и свариваемости.
Развитие отечественной вакуумной техники и создание вакуумных камер больших размеров ограничивает применение аустенитных сталей, содержащих в большом количестве дефицитные легирующие элементы. Это заставляет вести поиск более дешевых и доступных материалов.
Углеродистые и низколегированные стали с коррозионно-стойкими покрытиями являются возможными заменителями аустенитных сталей для низкого и среднего вакуума.
Газовыделение — важное свойство для вакуумной техники. Скорость га – аовыделения материала — характеристика, необходимая для научно обоснованного расчета вакуумной системы.
В вакууме при 20 0C н ниже происходит выделение газа, растворенного в кристаллической решетке материала — водорода, а также газов, десорби – рующихся с поверхности. Источники наводораживания могут быть различными. В прокате металла таким источником является главным образом электрохимическое наводораживание при горячей обработке; в органических материалах — разрушение водородных связей. Газы на поверхности металла адсорбируются либо из атмосферы — ^г. O2, H2O, либо появляются в результате химического взаимодействия адсорбированного кислорода с водородом или углеродом — H2O, СО, CO2.
Газовыделение материала определяют По «методу потока» с диафрагмой постоянной проводимости [37]. Скорости газовыделения Qj и парциальные давления Pi рассчитывают по экспериментальным масс-спектрам, которые многократно определяют при длительном вакуумировании в высоком вакууме при постоянной температуре. Расчет выполняют на ЭВМ:
<2* =
F-Wi
Где pf, pf, р" — парциальные давления г-газа в камере с образцом, в камере без образца (фон), в иасосе, Па; Wi — сопротивление диафрагмы для I — газа, с/м3; F — площадь поверхности образца, м2,
Суммарная скорость газовыделения
F-w
Для предварительной оценки газовыделения используют значения скоростей газовыделения Q3hb в азотном эквиваленте, которые рассчитывают по манометрическому давлению в испытательной камере и молекулярной массе азота:
Qskb =
N2
Где р — давление, измеренное манометром, Па; wN — сопротивление диафрагмы для азота, с/м3.
Для металлов суммарная скорость газовыделения в 1,5—2 раза больше скорости – в азотном эквиваленте.