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Nature Materials-中熵合金 | 金屬材料

2022-06-01 14:08:58 作者：今日新材料來(lái)源：今日新材料分享至：

下一代裂變和未來(lái)聚變能源，亟需在高溫下維持高輻射劑量的高性能金屬材料。然而，到目前為止，因輻射驅(qū)動(dòng)的微結(jié)構(gòu)不可逆退化，即使是最有前途的結(jié)構(gòu)材料，也無(wú)法承受所需的輻射環(huán)境。

今日，北京大學(xué) 物理學(xué)院技術(shù)物理系付恩剛 Engang Fu團(tuán)隊(duì)Jinlong Du等，北京科技大學(xué) 呂昭平Zhaoping Lu團(tuán)隊(duì)，Suihe Jiang，Peipei Cao等，在Nature Materials上發(fā)文，報(bào)道了一種違反直覺(jué)的策略，通過(guò)在金屬材料中，引入超晶格納米析出物nanoprecipitates的可逆局部無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變，在高溫下，實(shí)現(xiàn)異常高的輻射耐受性。正如在含有高密度B2有序超晶格的馬氏體鋼中，特別證明的那樣，即使在400–600°C超高劑量輻射損傷后，也沒(méi)有檢測(cè)到空洞膨脹void swelling 。高度過(guò)飽和基體中，低失配超晶格的重新排序過(guò)程，是通過(guò)在快速?gòu)椀罒o(wú)序化ballistic disordering后輻射誘導(dǎo)的點(diǎn)缺陷和過(guò)量溶質(zhì)的短程重組發(fā)生的。這種動(dòng)態(tài)過(guò)程穩(wěn)定了微觀結(jié)構(gòu)，持續(xù)促進(jìn)原位缺陷復(fù)合，并有效阻止了毛細(xì)驅(qū)動(dòng)的長(zhǎng)程擴(kuò)散過(guò)程。該策略，可以很容易地應(yīng)用于其他材料，并為開(kāi)發(fā)高輻射耐受性的高性能金屬材料鋪平了道路。

Superior radiation tolerance via reversible disordering–ordering transition of coherent superlattices.

通過(guò)相干超晶格的可逆無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變獲得優(yōu)越的輻射耐受性。

圖1：高密度Ni（Al,Fe）納米粒子Nano Particles，NPs超晶格鋼的優(yōu)異輻射耐受性。b和c比較表明，超晶格鋼比9Cr氧化物彌散強(qiáng)化oxide-dispersion-strengthened，ODS鋼表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗空洞溶脹能力void swelling resistance。