Published 2012
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Journal article
Formation of nanosized hills on Ti3SiC2 oxide layer irradiated with swift heavy ions
Contributors
Others:
- Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels (SPIN-ENSMSE) ; École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
- Département Poudres et Matériaux Multi-Composants (P2MC-ENSMSE) ; École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN
- Laboratoire des Procédés en Milieux Granulaires (LPMG-EMSE) ; École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-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)
- Laboratoire des Technologies d'Elaboration des Combustibles (LTEC) ; Service Plutonium Uranium et Actinides mineurs (SPUA) ; Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; 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)-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)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; 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)-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)
- Laboratoire de physique de la matière condensée (LPMC) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- CIMAP
- CEA-CNRS-ENSICAEN-Université de Caen Basse Normandie
- CEA
- DEN
- DEC/SPUA/LTEC
- Université de Nice - Sophia Antipolis
- LPMC UMR CNRS 6622
Description
The Ti3SiC2 refractory compound that combines properties of both metals and ceramics is a fuel cladding candidate under investigation for Gas-cooled Fast Reactor. Its behavior under swift heavy ion irradiation (Xe ions, 92 MeV, 1019 m−2) was investigated. Significant and unexpected surface changes have been highlighted: hills have been observed by AFM on the surface of Ti3SiC2. Such a topographic modification has never been observed in other materials irradiated in similar conditions. The characterization of these hills by both XPS and X-TEM has highlighted that the surface modifications do not appear in Ti3SiC2 but in the amorphous oxide layer located on the sample surface before irradiation. Moreover, the thickness of this oxide layer grew under irradiation dose. The comparison with previous irradiations has led to the conclusion that this surface modification stems from electronic interactions in this amorphous layer, and that there is a threshold in the electronic stopping power to overcome to form hills.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00664404
- URN
- urn:oai:HAL:hal-00664404v1
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- UNICA