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Structural irradiation damage and recovery in nanometric silicon carbide

Authors :
A. Audren
Nathalie Herlin-Boime
Yann Leconte
Lionel Thomé
D. Gosset
I. Monnet
Laboratoire d'Analyse Microstructurale des Matériaux (LA2M)
Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA)
Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN)
CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Laboratoire Francis PERRIN (LFP - URA 2453)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
CSNSM PCI
Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)
Source :
Progress in Nuclear Energy, PROGRESS IN NUCLEAR ENERGY, Symposium V on Nuclear Materials/Spring Meeting of the European-Materials-Research-Society (EMRS)/EMRS-MRS Bilateral Conference on Energy, Symposium V on Nuclear Materials/Spring Meeting of the European-Materials-Research-Society (EMRS)/EMRS-MRS Bilateral Conference on Energy, May 2011, Nice, France. pp.52-56, ⟨10.1016/j.pnucene.2011.12.013⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
Elsevier BV, 2012.

Abstract

Silicon carbide is one of the candidate materials for core components of some nuclear reactor projects (Gen-IV). In order to improve their thermo-mechanical properties, materials with nanometric grain size are considered. For such materials, nearly no data concerning their behaviour under irradiation are available. In this paper, we study the damage and subsequent recovery of a nanostructured 3C–SiC ceramic. Samples were irradiated at room temperature with 4 MeV Au ions and subsequently annealed. Their structural modifications are analysed with a grazing incidence X-ray diffraction method. Results show that these nanoceramic materials present the same damage kinetics during irradiation as conventional micrometric grained SiC, with total amorphisation at the highest fluence. However, while the recrystallisation of a conventional ceramic is expected to occur through an epitaxial recrystallisation from the non-damaged parts of the large grains, the nanometric material is healed only after annealing at 1000 °C through mechanisms that can be attributed to a heterogeneous nucleation and growth of β crystallites in the totally amorphised grains.

Details

ISSN :
01491970
Volume :
57
Database :
OpenAIRE
Journal :
Progress in Nuclear Energy
Accession number :
edsair.doi.dedup.....32c75aa0fd25c3bef2c13dbd0c52cbf5
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2011.12.013