11.01.2015

Облучение металла электронами, γ-квантами, протонами или нейтронами отражается на его способности деформироваться в жидкометаллической среде. В определенных условиях облучение приводит к значительному усилению влияния жидкого металла.
Нa рис. 92, а приведены кривые одноосного растяжения с постоянной скоростью 10%/мин монокристаллов цинка с ртутным покрытием. Образцы после амальгамирования подвергали электронному облучению в специальной установке, содержащей радиоактивный препарат c общей активностью 100 мкюри. Диаметр образцов был равен 1 мм, толщина ртутного покрытия около 5 мкм. После облучения образцов при температуре 25° G производили их испытание на растяжение также в условиях действия облучения. Кроме того, производили контрольные выдержки амальгамированных образцов, а затем их испытание в отсутствие облучения. Из рис. 92, а видно, что образцы, экспонирование семь дней, при последующем растяжении в поле p-излучения практически утрачивают прочность. Их разрушение происходит при напряжении около 20 г/мм2 с незначительной деформацией — относительное удлинение составляет 1—1,5%. Контрольные образцы разрушаются также хрупко по плоскости базиса, но при напряжении, примерно на порядок большем. Кратковременное предварительное облучение (в течение 15 мин) вызывает упрочнение на начальном участке деформационной кривой, что связано с более интенсивной объемной диффузией ртути в цинк в условиях облучения.
Влияние облучения

На рис. 92, б показано изменение прочности амальгамированных и неамальгамированных монокристаллов цинка в зависимости от продолжительности предварительного получения электронами. Отчетливо видно различное влияние облучения на прочность чистых образцов и образцов с жидкометаллическим покрытием. Если предел прочности чистых образцов с увеличением экспозиции непрерывно возрастает, то предел прочности амальгамированных — увеличивается только при малых экспозициях, а затем уменьшается. Причем при экспозициях примерно до двух дней предел прочности чистых монокристаллов цинка ниже, чем амальгамированных, а при больших экспозициях соотношение между их пределами прочности становится обратным. Резкое начальное увеличение прочности обусловлено, по-видимому, увеличением скорости объемной диффузии ртути в цинк под действием облучения; при больших выдержках становится определяющим адсорбционное влияние ртути, которая, возможно, выделяется на внутренних поверхностях в дефектных местах кристаллической решетки цинка в процессе его деформации. Другим фактором, способствующим усилению действия ртути на облученный материал, является образование дефектов структуры, которые могут быть серьезными препятствиями на пути движения дислокаций.
Явление интенсивного снижения прочности металла в результате действия облучения и жидкометаллической среды наблюдалось не только при испытании цинка. Аналогичные эффекты происходили, например, при испытании олова с галлиевым покрытием.
При облучении монокристалдических образцов направленным пучком частиц был установлен эффект анизотропии действия облучения. Оказалось, что в тех случаях, когда пучок частиц направляется перпендикулярно плоскости базиса цинка, происходит значительное снижение пластичности образца. Если же пучок параллелен ей, то пластичность возрастает. Что касается прочности, то они ниже в обоих случаях, чем прочность амальгамированных: образцов в отсутствие облучения. Однако предел прочности монокристаллов, облучавшихся пучком, направленным перпендикулярно плоскости базиса, выше предела прочности при параллельном базису направлении пучка. Эксперимент показал, что анизотропия действия облучения ярче выражена для относительно более тяжелых частиц; например, этот эффект для протонов больше, чем для электронов.
Зависимость действия облучения от ориентации пучка, но отношению к решетке кристалла, по всей вероятности, связана с возможностью передачи импульса ударяющейся частицей предпочтительно вдоль плотного ряда атомов. В таком ряду должно выполняться следующее условие: отношение расстояния между атомами к их диаметру должно быть меньше двух. Для цинка это условие выполняется только в направлениях, расположенных в плоскости базиса. Подсчеты показывают, что средняя энергия смещенного атома цинка при электронном и протонном облучениях с интенсивностью, применявшейся в опытах на амальгамированных монокристаллах цинка, существенно превосходит значение пороговой энергии смещения.