北科大團隊發現超高強度鋼新的抗輻照損傷機製
2026-04-16 00:22:31
近jin日ri，北bei京jing科ke技ji大da學xue新xin金jin屬shu材cai料liao國guo家jia重zhong點dian實shi驗yan室shi呂lv昭zhao平ping教jiao授shou團tuan隊dui基ji於yu前qian期qi研yan發fa的de共gong格ge析xi出chu強qiang化hua的de超chao高gao強qiang度du鋼gang，發fa現xian新xin的de抗kang輻fu照zhao損sun傷shang機ji製zhi，該gai研yan究jiu對dui開kai發fa先xian進jin抗kang輻fu照zhao結jie構gou材cai料liao具ju有you重zhong要yao意yi義yi並bing成cheng功gong應ying用yong於yu新xin型xing多duo主zhu元yuan合he金jin體ti係xi。國guo際ji著zhu名ming學xue術shu刊kan物wuNature Materials於2022年5月30日以“Superiorradiation tolerance via reversible disordering–ordering transition of coherentsuperlattices”為題報道了這一研究進展。
創辦於2002年9月的Nature Materials是材料及其相關領域的頂級學術期刊，在自然科學尤其是材料科學領域具有很大的學術影響力。
圖1. 具有優異的耐輻照性能和力學性能的超高強度鋼
先進核能被認為是解決人類未來能源需求的終極方案，然而目前以ODSgangweidaibiaodenaifuzhaojinshujiegoucailiaozaigaojiliangfuzhaohourengmianlinzhezengqiangxiangshiwenhekangfuzhaoxingnengehuadekunjing。yankedefuzhaofuyihuanjinghegaoanquanxingxuqiu，shidekaifajuyouyouyigaowenqiangdu、高強韌、抗高劑量輻照性能和抗蠕變性能的先進金屬結構材料成為製約未來核能發展的重大挑戰之一。
圖2. 離子輻照下超晶格鋼的顯微組織演化
針zhen對dui此ci問wen題ti，北bei京jing科ke技ji大da學xue新xin金jin屬shu材cai料liao國guo家jia重zhong點dian實shi驗yan室shi呂lv昭zhao平ping教jiao授shou團tuan隊dui與yu北bei京jing大da學xue付fu恩en剛gang教jiao授shou團tuan隊dui合he作zuo發fa現xian，在zai前qian期qi自zi主zhu研yan發fa納na米mi共gong格ge析xi出chu馬ma氏shi體ti時shi效xiao超chao高gao強qiang度du鋼gang中zhong，其qi小xiao尺chi寸cun超chao高gao密mi度du共gong格ge有you序xu析xi出chu相xiang極ji易yi被bei輻fu照zhao溶rong解jie，但dan在zai高gao溫wen（400-600 °C）輻照下因其極低的相變勢壘和短程溶質重排主導的動力學行為而發生原位動態有序-無wu序xu轉zhuan變bian。這zhe種zhong局ju域yu相xiang變bian在zai限xian製zhi溶rong質zhi和he點dian缺que陷xian長chang程cheng擴kuo散san的de同tong時shi，通tong過guo增zeng強qiang溶rong質zhi和he缺que陷xian的de局ju域yu重zhong組zu，持chi續xu湮yan滅mie輻fu照zhao缺que陷xian並bing穩wen定ding高gao密mi度du析xi出chu相xiang，使shi得de該gai新xin型xing超chao高gao強qiang度du鋼gang在zai超chao高gao劑ji量liang離li子zi輻fu照zhao（>2000 dpa）後(hou)無(wu)空(kong)洞(dong)腫(zhong)脹(zhang)和(he)輻(fu)照(zhao)硬(ying)化(hua)發(fa)生(sheng)，從(cong)而(er)表(biao)現(xian)出(chu)極(ji)為(wei)優(you)異(yi)的(de)耐(nai)輻(fu)照(zhao)性(xing)能(neng)和(he)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)，這(zhe)一(yi)新(xin)的(de)抗(kang)輻(fu)照(zhao)機(ji)製(zhi)不(bu)同(tong)與(yu)以(yi)往(wang)借(jie)助(zhu)錯(cuo)配(pei)界(jie)麵(mian)吸(xi)收(shou)缺(que)陷(xian)所(suo)導(dao)致(zhi)的(de)低(di)穩(wen)定(ding)性(xing)，使(shi)得(de)材(cai)料(liao)的(de)抗(kang)輻(fu)照(zhao)性(xing)能(neng)幾(ji)乎(hu)不(bu)受(shou)輻(fu)照(zhao)劑(ji)量(liang)影(ying)響(xiang)，為(wei)研(yan)發(fa)耐(nai)強(qiang)輻(fu)照(zhao)、高強韌結構材料提供了新的思路。
論文的共同通訊作者為北京科技大學呂昭平教授和北京大學付恩鋼教授，第一作者為北京大學杜進隆博士、beijingkejidaxuejiangsuiheyanjiuyuanhecaopeipeiboshiyanjiusheng，beijingkejidaxuewuyuanyanjiuyuanweigongtongzuozhe。gaiyanjiudedaoguojiazirankexuejijinweiyuanhuidechixuzizhu。
來源：北科大
編輯：張雨恬
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