БЛИСТЕРИНГ В МОЛИБДЕНОВЫХ ФОЛЬГАХ ПРИ ЭКСПОЗИЦИИ В ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ СМЕСЕЙ D_2-N_2

摘要

Исследован процесс развития неразрушаемого блистеринга в молибденовых фольгах с текстурой Мо{100} в тлеющем разряде постоянного тока в смесях D_2-N_2 с долей азота в смеси от нуля до единицы при отрицательном по отношению к плазме потенциале 100 В, суммарном давлении 15 Па и температурах 30-60℃. Площадь, занимаемая блистерами, увеличивалась от 2 до 5% при добавлении в дейтериевый разряд 0.01N_2 достигала максимума 11% при экспозиции в разряде смеси D_2-0.04N_2 (флуенс 4 х 10~(19) см~(-2)). Далее площадь уменьшалась, и в разряде чистого N_2 блистеринг отсутствовал. Количество дейтерия, десорбированного из образцов при нагреве, также увеличивалось с добавлением азота. Согласно данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии небольшие добавки N_2 к D_2 приводили к формированию нитридного слоя толщиной около 5 нм. Предполагается, что этот слой замедляет скорость рекомбинации атомарного дейтерия, поступающего из объема на поверхность, и перевод молекул D_2 в газовую фазу. В то же время нитридный слой увеличивает диффузионный поток атомов D в объем фольги, способствуя росту блистеров.%The evolution of blisters without bursting in molybdenum foils (texture {100} was studied after exposure in direct current glow discharge in D_2-N_2 mixture with nitrogen molar fraction in mixture ranged from zero to unity at negative bias 100 V relative to plasma, total pressure 15 Pa, and T= 30-60℃). The surface area occupied by blisters increased from 2 to 5% after addition of 0.01N--2 to deuterium discharge and reached maximum of 11% after exposure in D--2-0.04N_2 mixture (fluence 4 ×10~(19) cm~(-2)). Further, the area decreased and in the discharge of pure N_2 the blistering was not observed. The amount of deuterium desorbed from the samples upon heating also increased with the addition of nitrogen. According to the data of X-ray photoelectron spectroscopy, small additions of N_2 to D_2 led to formation of a nitride layer with a thickness of about 5 ran. This layer was assumed to diminish the recombination rate of atomic deuterium coming from material bulk to the surface and the transfer of D-2 molecules to the gas phase. At the same time, the nitride layer increased the diffusion flux of D atoms into the foil bulk, promoting the blister growth.