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JMST：上海應(yīng)物所高溫鎳基合金輻照效應(yīng)研究取得重要進(jìn)展
來源：中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 2022-10-14
導(dǎo)讀：近日，中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所合金輻照研究團(tuán)隊(duì)在鎳基合金輻照效應(yīng)研究方面取得重要進(jìn)展，詳盡地闡述了GH3535合金在雙束輻照條件下氦泡和位錯(cuò)環(huán)兩種損傷缺陷的協(xié)同演化行為及相關(guān)機(jī)制。相關(guān)成果以“In-situ TEM investigation on the evolution of He bubbles and dislocation loops in Ni-based alloy irradiated by H2+ & He+ dual-beam ions”為題，發(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Journal of Materials Science & Technology》，論文第一作者為上海應(yīng)物所博士后朱振博，通訊作者為材料研究部黃鶴飛研究員。
堆中強(qiáng)中子輻照是影響金屬材料結(jié)構(gòu)與性能長期穩(wěn)定性的主要因素之一。受限于中子輻照條件及實(shí)驗(yàn)表征技術(shù)，輻照引入的氦泡和位錯(cuò)環(huán)兩種損傷缺陷的協(xié)同演化機(jī)制仍不明確。為了更好模擬熔鹽堆中的中子輻照環(huán)境以詳盡地研究鎳基合金中輻照損傷演化機(jī)制，作者采用原位輻照平臺(tái)開展了鎳基GH3535合金H2+ 和 He+同時(shí)輻照實(shí)驗(yàn)，實(shí)時(shí)觀察缺陷演化過程并對(duì)缺陷類型進(jìn)行了表征。相比于直接H2+ & He+雙束輻照樣品，先H2+后H2+ & He+雙束輻照樣品中提前引入的位錯(cuò)環(huán)能夠極大改變雙束輻照過程引入的氦泡和位錯(cuò)環(huán)的演化行為：雙束輻照過程中引入的間隙原子和氦原子會(huì)優(yōu)先被預(yù)制位錯(cuò)環(huán)捕獲，促進(jìn)預(yù)制位錯(cuò)環(huán)快速長大的同時(shí)生成氦泡位錯(cuò)環(huán)復(fù)合物。同時(shí)，作者通過實(shí)驗(yàn)觀察到了氦泡擠壓形成位錯(cuò)環(huán)及其發(fā)射的詳細(xì)過程，并對(duì)其后續(xù)微觀結(jié)構(gòu)演化影響進(jìn)行了研究。另外，對(duì)鎳基合金中弗蘭克位錯(cuò)環(huán)的解離機(jī)制、菱形位錯(cuò)環(huán)的形成及演化機(jī)制進(jìn)行了揭示。這一研究發(fā)現(xiàn)加深了對(duì)鎳基合金堆內(nèi)輻照損傷缺陷演化行為的了解，為鎳基合金的輻照性能優(yōu)化及評(píng)估提供了重要科學(xué)依據(jù)。 通過原位TEM揭示了雙束離子輻照鎳基合金中氦泡和位錯(cuò)環(huán)的協(xié)同演化機(jī)制，包括位氦泡擠壓位錯(cuò)環(huán)形成及發(fā)射機(jī)制和菱形位錯(cuò)環(huán)形成機(jī)制。 本項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金、面上基金以及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的資助支持。（材料研究部 供稿） 參考資料：http://www.sinap.cas.cn/xwzx/kydt/202210/t20221013_6523828.html
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