在材料輻照中,原子因入射粒子的碰撞而獲得大于Ed(位移閾能)的能量,從而產(chǎn)生離位現(xiàn)象的原子稱為初級撞出原子PKA( Primary Knock-on Atom)

撞擊模型

如果,在轟擊時,他們獲得的能量超過閾值的能量埃德原子只能流離失所。同樣地,當(dāng)一個移動原子與靜止原子碰撞時,兩者的原子將具有比埃德能量更大碰撞后僅當(dāng)原始運動原子有一個能量超過2ED。因此,只播放與能量大于2ED可以繼續(xù)置換多個原子和增加位移原子的總數(shù)量。情況下的初級撞出原子確實具有足夠的能量以置換進一步原子,同樣道理保持為任何隨后移位原子。

在任何情況下,大多數(shù)移位原子離開晶格位置具有能量不超過兩次或三次埃德更多。這樣的原子會碰撞另一原子,大約每意味著原子間距離行駛,平均碰撞過程中丟失一半的能量。假設(shè)已放緩至1 EV為動能的原子成為被困在間隙位置,取代原子通常會被困住不超過幾個原子間距離他們留下的空缺。

有用于初級撞出原子的能量幾種可能,并且這些導(dǎo)致不同形式的損害。在電子或伽瑪射線轟擊的情況下,初級撞出原子通常不具有足夠的能量以置換出更多的原子。所造成的損害是由隨機分布的Frenkel缺陷的,通常是用一個距離不大于所述間隙和空位之間四個或五個原子間距離以上。當(dāng)初級撞出原子從轟擊的電子接收能量大于版,它們能夠置換原子的位置,以及一些弗倫凱爾缺陷成為間隙原子的基團與相應(yīng)的空位,在彼此的少數(shù)原子間距離。在轟炸中被快速移動的原子或離子的情況下,空位和間隙原子團廣沿線產(chǎn)生的原子或離子的軌道隔開。作為原子減慢,斷面制造的初級撞出原子增大,導(dǎo)致空位和間隙的組集中在軌道的末端

損傷模型

甲熱峰是在其中一個運動粒子加熱通過固體圍繞其軌道為10-12 s量級的時間的材料的區(qū)域。在其路徑中,初級撞出原子可以產(chǎn)生類似的加熱和急冷的金屬,導(dǎo)致弗倫凱爾缺陷的效果。一種熱尖峰不會持續(xù)足夠長的時間,以允許所述的Frenkel缺陷退火。

提出了重元素的快速中子轟擊一個不同的模式稱為置換秒殺。具有高能量的初級撞出原子,受影響的區(qū)域被加熱到的溫度高于材料的熔點,而不是考慮個別碰撞,影響了整個體積可以被認為“融化”的時間很短。 “融化”和“液體”的字用于這里比較勉強,因為它是不明確的,在如此高的溫度和壓力的材料是否將是液體或稠密氣體。一旦融化,前間隙和空位成為“密度波動,”因為周圍的格點不再存在于液體。在熱峰的情況下,溫度不高到足以保持液體狀態(tài)足夠長的密度波動放松和原子間的交流發(fā)生。一種快速“淬火”效應(yīng)導(dǎo)致空位 - 間隙對,堅持整個融化和再固化。朝向初級撞出原子的路徑的終點,能量損失的速率變得足夠高以升溫材料以及其熔點以上。而材料被熔化,原子交換發(fā)生如由從密度波動局部應(yīng)變的松弛發(fā)起的原子的隨機運動的結(jié)果。此釋放儲存的能量轉(zhuǎn)移到這些菌株中,即使高引發(fā)溫度,保持液體狀態(tài)之后短暫最波動消失的密度。在此期間,湍流運動繼續(xù),使得在再凝固,大部分的原子將占據(jù)新晶格點。這些區(qū)域被稱為位移尖峰,它不同于熱峰值,不保留Frenkel缺陷。

根據(jù)這些理論,應(yīng)該有兩個不同的區(qū)域,每個保持一個不同形式的損壞,沿初級撞出原子的路徑。甲熱峰應(yīng)發(fā)生在路徑的較早部分,而這種高能量的區(qū)域保留空位間質(zhì)性對。應(yīng)該有朝向路徑,低能量區(qū)域的端部,其中原子已經(jīng)被移動到新的晶格位置,但沒有空位 - 間隙對保留的位移尖峰。