氮化物涂層具有高硬度、高熱穩定性，以及優異的抗摩擦磨損、耐腐蝕性能，作為反應堆結構材料表面防護涂層材料展現出應用潛力。然而，堆內強輻射場或影響涂層材料的服役性能。

近日，中國科學院近代物理研究所核能工程材料室在納米結構TiAlN涂層輻照效應研究方面取得進展。

科研人員利用陰極弧離子鍍技術在WFeNi合金基體表面制備了平均晶粒度為10nm的TiAlN涂層，并依托近代物理所320kV高電荷態離子綜合研究平臺開展了涂層的氮離子輻照效應研究。科研人員探究了涂層微觀結構隨輻照劑量和溫度的變化，分析了涂層微觀結構變化對其力學性能的影響。

結果表明，納米結構的TiAlN涂層具有優異的抗輻照相變和抗輻照非晶化性能。同時，科研人員首次發現了TiAlN涂層中的輻照軟化現象，表明輻照軟化與輻照劑量和溫度密切相關，高溫下輻照軟化效應顯著減弱。根據TiAlN涂層輻照前后微結構的變化，研究揭示了涂層抗輻照性能及其輻照軟化機制。這些研究成果為核用涂層材料的研發及應用等方面提供了科學參考。

相關研究成果發表在Surface & Coatings Technology上。研究工作得到國家自然科學基金、廣東省自然科學基金和先進能源科學與技術廣東省實驗室的支持。

圖1.TiAlN涂層輻照前后納米硬度隨著輻照劑量和溫度的變化。（臺鵬飛/圖）

圖2.未輻照（a）RT-2E16（b）RT-4E16（c）300 oC-4E16（d）500 oC-4E16（e）樣品的高分辨透射電鏡。（臺鵬飛/圖）