Transmission electron microscope studies of dislocation loops in heavy-ion irradiated H.C.P. cobalt

Thin foils of h.c.p. cobalt are irradiated at room temperature with 60 keV Au ions (dose between 1011 and 1012 ions/cm2) and subsequently investigated by TEM. The dislocation loops of vacancy type (mean diameter ≈ 7 nm) produced in the cores of the displacement cascades are analysed with respect to their loop normals n and their Burgers vectors b using for the contrast analysis the first order perturbation method. For most of the loops the analysis yielded b = a/3 <1120> and n ≈ {1010}, ∢ n, b ≈ 30°. A small fraction of the loops are found to be of pure edge type with b = a/2 <1010>, n = {1010}. The results are interpreted in terms of a model of loop formation which predicts loop configurations in h.c.p. metals depending on the axial ratio c/a. It is shown that the experimental data published in the literature on dislocation loops in radiation damaged or quenched h.c.p. metals are in agreement with the model. Durchstrahlungspräparate von hexagonal dichtest gepacktem Kobalt werden bei Raumtemperatur mit Goldionen (Energie = 60 keV, Dosis zwischen 1011 und 1012 Ionen/cm2) bestrahlt und anschließend im Elektronenmikroskop untersucht. Es werden Versetzungsringe vom Leerstellentyp (mittlerer Durchmesser ≈ 7 nm) gefunden, die in den Zentren der Verlagerungskaskaden entstehen. Die Kontrastanalyse ergibt b = a/3 <1120> und n ≈ {1010}, ∢ b, n ≈ 30° (b = Burgersvektor und n = Normale der Versetzungsringe). Ein kleiner Bruchteil der Ringe hat reinen Stufencharakter mit b = a/2 <1010>. Die Beobachtungen werden mit einem Modell der Bildung von Versetzungsringen gedeutet, das für hexagonal dicht gepackte Metalle einen Einfluß des Achsenverhältnisses c/a auf die Konfiguration der Versetzungsringe voraussagt. Es wird gezeigt, daß die experimentellen Beobachtungen, die in der Literatur über die Konfiguration von Versetzungsringen in strahlengeschädigten oder abgeschreckten hexagonal dicht gepackten Metallen veröffentlicht sind, mit dem vorgeschlagenen Modell im Einklang stehen.