Order-disorder transformation of oxygen atoms dissolved in zirconium studied by neutron diffraction

Abstract

Neutron diffraction experiments have been made to reveal the nature of the interstitial order-disorder transformation in the ZrO system using single crystals. The disordering transition of the alloy with O/Zr ⪅ 0.3 occurs below 450 °C, while in the composition O/Zr = 0.3 to 0.4 the disordering undergoes stepwise in such a way that the stacking sequence of the oxygen-atom layers changes below 600 °C and subsequently the ordered distribution in the layers becomes random. A tentative phase diagram is proposed on the basis of the present results. Neutronen-Beugungsversuche wurden zur Klärung des Ordnung–Unordnungs-Überganges von Sauerstoffatomen auf Zwischengitterplätzen im ZrO-System mit Einkristallen durchgeführt. Die Umwandlung der Legierungen mit O/Zr ⪅ 0,3 tritt unterhalb 450 °C auf, jedoch für Legierungen mit O/Zr = 0,3 bis 0,4 zweistufig in einer Weise, daß sich die Stapelfolge der Sauerstoffatomflächen unterhalb 600 °C ändert und darauf die Verteilung der Sauerstoffatomschichten ungeordnet wird. Auf Grund der Ergebnisse wird versuchsweise ein Zustandsdiagramm vorgeschlagen.