研究目的
研究界面效应对纳米结构Cu-Fe-Ag材料辐射响应及缺陷恢复机制的影响。
研究成果
研究表明,富界面块体纳米复合材料在辐照后硬度仅有轻微下降,而纳米多孔材料的性能基本保持不变。这说明界面在纳米结构材料的抗辐射性能中起着关键作用,其中自由表面特别擅长消除辐射诱导缺陷。该发现为开发适用于核能与航天领域的抗辐射材料铺平了道路。
研究不足
NP泡沫材料的制备过程并不简单,孔隙率和成分的不均匀性影响了力学性能的测量结果。吉布森-阿什比方程对于微观泡沫和纳米多孔材料的适用性目前仍有争议。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用新型固态路线制备了不同结构的Cu-Fe-Ag基纳米复合材料,结合剧烈塑性变形与热、电化学处理。通过纳米压痕技术研究了不同界面类型及间距对辐射效应的影响。
2:样品选择与数据来源:
材料由铜、铁、银粉末按50 at.% Cu、25 at.% Fe和25 at.% Ag的比例混合制成?;旌衔锞鹊染惭梗℉IP)致密化后,通过高压扭转(HPT)进行变形。
3:实验设备与材料清单:
设备包括高压扭转(HPT)装置、用于热处理的马弗炉、用于恒电位脱合金的恒电位仪、场发射扫描电子显微镜(SEM)、双束聚焦离子束(FIB)-SEM、透射电子显微镜(TEM)以及用于材料成分表征的能量色散X射线光谱(EDX)。
4:实验步骤与操作流程:
过程包括HIP、HPT变形、不同温度的热处理以获得纳米晶(NC)和超细晶(UFG)材料,以及恒电位脱合金以制备纳米多孔(NP)材料。随后用1 MeV质子辐照并通过纳米压痕进行分析。
5:数据分析方法:
纳米压痕结果按照Oliver和Pharr方法分析。对NP材料采用Gibson-Ashby方程估算每个压痕下的孔隙率。
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