2024-氧化物弥散强化合金的辐照损伤新进展
当前位置: 中文主页 >> 科研动态库 >> 2024-氧化物弥散强化合金的辐照损伤新进展课题组在弥散强化合金的辐照损伤机理研究中取得重要进展
将金属材料进行弥散强化是提高其抗辐照损伤能力的有效手法之一，但是目前对于弥散强化合金中弥散相提高抗辐照损伤能力的解释仍然存在一些问题。在经典的解释中，弥散强化合金优异的抗辐照损伤能力被归因于弥散相/基体界面的强缺陷阱（Sink strength）。其物理描述为辐照损伤产生的点缺陷对（自间隙原子和空位）在在缺陷阱处被捕获从而相互湮灭，减弱了辐照缺陷的产生。然而这一解释存在一些缺陷。在辐照缺陷的演化中缺陷阱的偏压（Bias）也必须充分考量。典型的例子就是辐照产生的孔洞，其具有非常强的缺陷阱强度，但是绝对不能认为孔洞的存在是有助于抗辐照损伤的。其原因是孔洞具有很强的负偏压，优先吸收空位。此外，弥散强化的同时会导致材料中的晶粒尺寸发生显著变化，此时除了弥散相/基体界面的强缺陷阱外，晶界处的缺陷阱也显著增强（晶界密度提高）。故而，弥散强化合金的抗辐照损伤机制究竟以何为主导仍然是亟待解决的问题。
在此基础上，课题组涉及了一系列的具有相似晶粒度但是不同弥散相尺寸的ODS-Cu合金，通过对该合金进行He/D离子辐照研究了其中的辐照缺陷的演化行为。发现在弥散相尺寸20-500nm的范围内，未观察到辐照产生的气泡、位错环等缺陷与弥散相尺寸之间有显著依存关系。这一结果说明在实验的弥散相尺寸范围内由弥散相提供的缺陷阱强度变化不足以抵消晶界密度、晶界类型、晶体取向等的随机因素。暗示了一个结果：即以抗辐照损伤为目的的弥散强化合金中的弥散相尺寸应该显著低于20nm。相关研究论文已经发表在材料表征一区期刊Material Characterization上。
