范嘉琪
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杨义涛
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丁兆楠
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李彩胜
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张崇宏
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徐玉平
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罗广南
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.219
低活化的铁素体/马氏体钢(RAFM)以其高导热率、低热膨胀率、高抗辐照肿胀能力成为未来核聚变堆重要的候选结构材料,在聚变堆高能中子辐照环境由于(n,α)核反应产生的高浓度He在材料中的积累对于材料微观结构和宏观性能的影响是关系这类材料服役寿命的重要问题.本工作研究了面向聚变反应堆应用的两种国产低活化钢(CLF、CNS)的辐照硬化效应,利用中国科学院近代物理研究所320 kV高压实验平台提供的4 He离子束进行辐照实验,辐照剂量6×10?3,6×10?2,6×10?1 dpa(辐照损伤/原子平均离位),对应注He浓度分别为100,1000,10000 appm(氦离子浓度/百万分之一).采用多能注入方法,在样品表面至1微米深度形成He浓度和离位损伤的坪区分布.利用纳米压痕仪对参比样品和注入He的样品进行了连续刚度测试.基于NIX—GAO模型对纳米硬度数据进行分析,获得了注入He的区域样品纳米硬度的数据.研究表明,注入He区域的纳米硬度与辐照损伤水平之间存在着1/2次幂函数的关系.未辐照CLF钢比CNS钢的纳米硬度略低,随着辐照剂量的增加,CLF钢呈现的辐照硬化现象更明显.
关键词:
CLF
,
CNS
,
氦注入
,
硬化
,
纳米压痕
