納米晶Al的制備及其快中子輻照效應研究.pdf

1、隨著核工業(yè)技術的發(fā)展，反應堆結構材料將面臨越來越嚴苛的中子輻照條件。中子輻照下，材料內(nèi)部產(chǎn)生大量缺陷，進而造成膨脹、硬化、非晶化和脆化等導致材料的失效。對傳統(tǒng)材料進行結構強化和性能優(yōu)化已難以滿足未來核工業(yè)對材料抗輻照性能的要求，這促進了對新型抗輻照材料的研究。由于在許多方面表現(xiàn)出特殊的性質(zhì)，近幾十年來納米晶材料一直是科學研究的熱點。納米晶材料最大的結構特征是其細小的晶粒尺寸（納米級）導致其擁有遠多于普通材料的界面和晶界。以往的研究表明，

2、晶界或界面能充當間隙原子及空位的陷阱，因此擁有大量晶界的納米晶材料可能表現(xiàn)出優(yōu)異的抗輻照性能。鋁及合金由于擁有良好的熱、電、力學性能及抗輻照性能而廣泛應用于核工業(yè)。目前，已能通過一些方法制備出高致密度的塊體納米晶 Al，其強度和硬度分別可達到粗晶 Al的3~16倍和2~11倍。真空熱壓是一種較為有效的納米晶材料制備技術，然而目前還沒有詳細系統(tǒng)的討論真空熱壓制備納米晶 Al的報道。
　　基于上述情況，本文以自懸浮定向流技術制備的納米

3、 Al粉末為原料，采用真空熱壓技術制得了致密的納米晶 Al塊體。系統(tǒng)地討論了熱壓溫度和壓力對熱壓納米晶 Al的微觀結構和顯微硬度的影響。隨后對納米晶 Al進行了不同劑量水平的快中子（ E>1 MeV）輻照，討論了快中子輻照對納米晶 Al微觀結構和顯微硬度的影響。
　　實驗結果表明：熱壓納米晶 Al塊體的顯微硬度分布在0.8~1.98 GPa范圍內(nèi)，且隨熱壓溫度的升高先增大后減小，隨熱壓壓力的增大出現(xiàn)先快后慢的增長。不同的熱壓溫度和