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2022-06-09
顆粒在線訊：氮化物涂層具有高硬度、高熱穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的抗摩擦磨損、耐腐蝕性能，作為反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料表面防護(hù)涂層材料展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。然而，堆內(nèi)強(qiáng)輻射場(chǎng)或影響涂層材料的服役性能。
近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所核能工程材料室在納米結(jié)構(gòu)TiAlN涂層輻照效應(yīng)研究方面取得進(jìn)展。
科研人員利用陰極弧離子鍍技術(shù)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(tài)離子綜合研究平臺(tái)開(kāi)展了涂層的氮離子輻照效應(yīng)研究?？蒲腥藛T探究了涂層微觀結(jié)構(gòu)隨輻照劑量和溫度的變化，分析了涂層微觀結(jié)構(gòu)變化對(duì)其力學(xué)性能的影響。
結(jié)果表明，納米結(jié)構(gòu)的TiAlN涂層具有優(yōu)異的抗輻照相變和抗輻照非晶化性能。同時(shí)，科研人員首次發(fā)現(xiàn)了TiAlN涂層中的輻照軟化現(xiàn)象，表明輻照軟化與輻照劑量和溫度密切相關(guān)，高溫下輻照軟化效應(yīng)顯著減弱。根據(jù)TiAlN涂層輻照前后微結(jié)構(gòu)的變化，研究揭示了涂層抗輻照性能及其輻照軟化機(jī)制。這些研究成果為核用涂層材料的研發(fā)及應(yīng)用等方面提供了科學(xué)參考。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Surface & Coatings Technology上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)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(tái)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圖片。（臺(tái)鵬飛/圖）
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