The bulk effect of point defects on young's modulus in electron irradiated copper

Abstract

Pairs of copper samples—one for electrical resistivity, the other for Young's modulus measurements - were irradiated simultaneously at 120°K with 3 MeV electrons up to an integrated dose of 2 × 10²⁰ el/cm². The effect of dislocation pinning and the bulk effect of point defects on Young's modulus E could clearly be separated. The following relation between the bulk effect ΔE/E and the resistivity increase Δρ[Ωcm] was found: ΔE/E = −25 × 10⁴ × Δρ. Besides strong annealing in stages II and III (180–300°K) and some annealing between 300–500°K, stage V annealing (500–600°K) also was found. In stage III the resistivity annealed more than Young's modulus. whereas the converse occurred in stage V. These measurements are discussed in connection with the electron microsopical observation of point defect clusters after electron irradiation at 120°K and heating to room temperature. Probenpaare, bestehend aus einer Widerstandsprobe und einer Probe zur Messung des Elastizitätsmoduls, wurden gleichzeitig bei 120°K mit 3 MeV-Elektronen bis zu einer Dosis von 2 × 10²⁰ el/cm² bestrahlt. Die direkte Reein-flussung des E-Moduls durch die im Gitter verteilten Punktdefekte (Volumeneffekt) konnte getrennt von der Beeinflussung durch Versetzungsverankerung gemessen werden. Es ergab sich dabei folgende Beziehung zwischen relativer Modulanderung ΔE/E und strahlungsinduziertem Widerstand Δρ[Ωcm]: ΔE/E = −25 × 10⁴ × Δρ. Neben starker Erholung in den Stufen II und III (180–300 °K) und schwacher Erholung zwischen 300–500°K wurde auβerdem Stufe V (500–600°K) beobachtet. In Stufe III erholte sich der Widerstand starker als der E-Modul, wahrend in Stufe V das umgekehrte der Fall war. Die Messungen werden diskutiert in Zusammenhang mit der elektronenmikroskopischen Beobachtung von Punktdefektclustern nach Elektronenbestrahlung bei 120°K und anschlieβender Erwärmung auf Raumtemperatur.