张一帆  (副教授)

硕士生导师

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性别:男

学位:博士学位

在职信息:在职

毕业院校:北京科技大学

   

2026-CrRIS-ODS

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课题组在ODS钢中辐照诱导Cr偏析研究中取得重要进展



辐照诱导Cr偏析(Cr-RIS)是高Cr RAFM钢、ODS钢中重点关注的研究对象,其原因在于Cr偏析具有诱发脆性富Cr析出相的潜在可能从而加剧辐照脆化问题。在ODS钢中Cr-RIS的行为较RAFM更为复杂,尤其是ODS钢中弥散分布的纳米氧化物颗粒会显著改变Cr-RIS的形成规律与演化动力学过程,其主要表现为:1)高密度纳米课题为Cr-RIS乃至RIP提供了额外的形核位点;2)辐照增强扩散是的纳米颗粒自身的形态、结构、尺寸等演化迅速加速,使得纳米颗粒失稳行为得以发生在相对较低的辐照温度下;3)纳米颗粒提供的高密度缺陷阱可能抑制Cr在其他缺陷阱处的偏析。


课题组使用加速电压为1.25 MV的高压电镜原位辐照ODS钢样品,原位观测了11Cr-ODS钢中Cr-RIS的演化动力学,发现ODS钢中纳米颗粒演化与辐照诱导Cr析出之间存在显著的竞争性耦合:在辐照辐照时纳米颗粒会在自身弹性力场的作用下逐渐从近球形转化为立方形(“球形-立方”转变)从而改变界面结构,若辐照温度足够高,则“球形-立方”转变先于富Cr析出相形核,此时Cr-RIP在纳米颗粒界面处形核并留下显著的衍射条纹;反之若辐照温度较低,则富Cr析出相先于基体内沿<110>方向形核。导致这一现象的原因可能是纳米颗粒的“球形-立方”转变缓解了畸变场,从而改变了Cr的形核位点。


相关研究论文已经发表在材料科学与工程专业期刊 Materials & Design。


论文连接:Competitive evolution mechanism between nanoparticles and Irradiation-Induced precipitation in ODS steel - ScienceDirect