2025-基于End of range位错环表征的辐照缺陷分析方法
当前位置: 中文主页 >> 科研动态库 >> 2025-基于End of range位错环表征的辐照缺陷分析方法课题组在金属材料间隙型辐照诱导位错环表征中取得重要进展
辐照诱导位错环是技术材料在辐照损伤中产生的一类重要二次辐照缺陷。在高能粒子辐照环境，金属原子会因离位损伤而产生大量的自间隙原子与空位，这些点缺陷对大部分彼此湮没但仍有少部分相互聚集形成辐照诱导位错环、空洞、层错四面体等二次缺陷。其中辐照诱导位错环又可以进一步分为间隙型与空位型两大类，传统TEM表征手段需要借助复杂的inside-outside法、经过多次不同带轴的双束成像才能有效分辨二者，对材料辐照损伤的深入结构分析，尤其是研究材料中的缺陷阱偏压机制造成了很大的阻碍。缺陷阱偏压是指吸收点缺陷的缺陷阱（位错、相界、晶界等）对自间隙原子与空位的差异化作用机制，这一机制是导致辐照肿胀的重要原因。
课题组基于自间隙原子与空位在迁移能上的巨大差异，提出：在辐照区域末端（End of range, EOR）的缺陷扩散区域中缺陷演化主要有自间隙原子主导，通过对W/Cu界面样品的EOR缺陷进行多个g矢量的TEM成像，获得了W/Cu界面缺陷阱对间隙型位错环分布的影响规律，反演了其对原子迁移的影响行为机制，验证了通过EOR位错环的表征间接探索缺陷阱对间隙原子的作用机制的可行性，为辐照缺陷的表征提供了一种新的思路。相关研究论文已经发表在材料科学与工程TOP期刊
提出通过观测在此基础上，课题组提出了基于位错扩展与增殖的DBT定量表征方法。该方法通过小尺寸拉伸实验进行，但是不依赖力学性能数据，而是通过对断口处的位错密度进行定量表征来衡量材料的DBT行为。该方法与主流的多种小尺寸测试方法对照后具有较高的可行性，为小尺寸样品的DBT行为表征提供了一种新的思路和方案。相关研究论文已经发表于Materials Characterization。