近代物理所在氧化物弥散强化钢辐照损伤中获进展

近日，中国科学院近代物理所材料研究中心研究员张崇宏课题组在铁铬铝氧化物弥散强化钢（FeCrAl ODS钢）辐照硬化研究中取得进展，相关成果发表在Material Science & Engineering A上。

为了保证核电站的安全运行，人们需要用更抗腐蚀的事故容错燃料包壳材料替代传统锆合金包壳管。而FeCrAl ODS钢可以在材料表面产生氧化铝薄膜，对高温水蒸气具有腐蚀抗性，且具备良好的高温强度和抗辐照肿胀能力，因此成为事故容错燃料包壳材料的重要候选材料之一。

研究人员依托近代物理所320千伏低能重离子综合研究平台开展了FeCrAl ODS钢的辐照研究。针对初始微结构、辐照缺陷、辐照硬化三个因素对锆掺杂的FeCrAl ODS钢、传统氧化物弥散强化钢、传统铁马钢、T91进行了系统研究，同时分析了不同初始微结构对辐照缺陷的影响以及辐照缺陷对辐照硬化的作用，利用尾闾强度量化分析了初始微结构对材料的辐照缺陷以及辐照硬化的影响。

研究发现，氧化物颗粒可以减小辐照位错环的尺寸，且随着尾闾强度的增加，辐照硬化随之线性减小。研究还发现，由透射电镜计算的辐照硬化衰减趋势和纳米压痕结果相一致。这为抗辐照材料以及材料的辐照缺陷研究奠定了基础。

辐照硬化（纳米压痕和透射电镜结果）随尾闾强度的变化 韩旭孝供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143050