納米晶體的材料輻照損傷機制研究

《納米晶體的材料輻照損傷機制研究》是依託北京科技大學，由萬發榮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：納米晶體的材料輻照損傷機制研究
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：萬發榮
• 項目類別：面上項目

項目摘要

材料輻照損傷是制約核聚變能發展的關鍵問題。材料的納米化有望是改善材料抗輻照性能的途徑。最近Sciece雜誌發表的計算機模擬研究提出了一個新的解釋納米材料抗輻照損傷的機理，即：輻照下從晶界向晶內投射間隙原子的現象。這一研究引起了材料輻照學界的很大反響。然而，由於樣品的不均勻性等原因，從實驗上證實或證偽這一假設，非常困難。本申請書提出了一個新的輻照試驗構想，從而有可能利用離子加速器和透射電子顯微鏡，比較精確地分析晶界對輻照缺陷的影響，進而有希望證明或證偽這一晶界向晶內投射間隙原子的假想。作為本課題的前期工作，已經進行了部分實驗，證明了本申請書的輻照試驗構想的可行性。

結題摘要

本項目提出並驗證了一個新的準原位輻照試驗構想，即遮擋銅網的離子輻照方法，從而能夠利用離子加速器和透射電子顯微鏡，比較精確地分析輻照缺陷的影響。作為具體實驗，研究了Fe-Al合金在高溫He離子輻照過程中晶界、點缺陷和溶質原子三者之間的作用。結果表明，空位由輻照區流向未輻照區，造成輻照區Al元素含量比未輻照區高；可能由於空位擴散流動具有晶體取向性，晶界兩側輻照區與未輻照區Al元素成分差別不同，溫度效應可以消除空位擴散的晶體取向性；隨著輻照溫度從300 °C升高到400 °C輻照區和未輻照區成分差別減小；輻照後對比輻照區和未輻照區同一個晶界上Al元素的分布，發現Al在晶界上的偏析並不明顯。通過在日本的超高壓電鏡原位電子輻照實驗證實了遮擋銅網離子輻照方法所得到的實驗數據的可靠性。