近代物理所在氧化物彌散強化鋼輻照損傷中獲進展

近日，中國科學院近代物理所材料研究中心研究員張崇宏課題組在鐵鉻鋁氧化物彌散強化鋼（FeCrAl ODS鋼）輻照硬化研究中取得進展，相關成果發表在Material Science & Engineering A上。

為了保證核電站的安全運行，人們需要用更抗腐蝕的事故容錯燃料包殼材料替代傳統鋯合金包殼管。而FeCrAl ODS鋼可以在材料表面產生氧化鋁薄膜，對高溫水蒸氣具有腐蝕抗性，且具備良好的高溫強度和抗輻照腫脹能力，因此成為事故容錯燃料包殼材料的重要候選材料之一。

研究人員依托近代物理所320千伏低能重離子綜合研究平臺開展了FeCrAl ODS鋼的輻照研究。針對初始微結構、輻照缺陷、輻照硬化三個因素對鋯摻雜的FeCrAl ODS鋼、傳統氧化物彌散強化鋼、傳統鐵馬鋼、T91進行了系統研究，同時分析了不同初始微結構對輻照缺陷的影響以及輻照缺陷對輻照硬化的作用，利用尾閭強度量化分析了初始微結構對材料的輻照缺陷以及輻照硬化的影響。

研究發現，氧化物顆粒可以減小輻照位錯環的尺寸，且隨著尾閭強度的增加，輻照硬化隨之線性減小。研究還發現，由透射電鏡計算的輻照硬化衰減趨勢和納米壓痕結果相一致。這為抗輻照材料以及材料的輻照缺陷研究奠定了基礎。

輻照硬化（納米壓痕和透射電鏡結果）隨尾閭強度的變化 韓旭孝供圖

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143050