近期，中國科學院合肥物質科學研究院科研人員在耐熱抗輻照鋼設計方面取得新進展，相關研究成果發表在《核材料雜志》（Journal of Nuclear Materials）上。

中國低活化馬氏體鋼（CLAM）因其良好的機械性能和相對成熟的制備技術，被選為聚變堆包層的主要候選結構材料之一。馬氏體鋼的上限使用溫度通常為550℃，本研究采用氧化物彌散強化（ODS）方法以進一步提升其上限使用溫度。氧化物Y₂Ti₂O₇是ODS鋼中常用的強化相，通常是將鈦（Ti）和三氧化二釔（Y₂O₃）與鋼基體粉末進行機械合金化，并在隨后的熱固結或熱處理過程中形成。然而，對于單獨添加Y₂Ti₂O₇在ODS鋼制備過程中的結構演變和其對材料結構及性能影響機理尚不清楚。

在研究中，科研人員采用機械合金化和放電等離子體燒結方法，制備了添加納米Y₂Ti₂O₇和非晶Y₂Ti₂O₇的ODS-CLAM鋼，研究了添加不同初始結構Y₂Ti₂O₇的樣品組織和拉伸性能。研究結果顯示，納米Y₂Ti₂O₇在球磨過程中結構未發生變化，非晶Y₂Ti₂O₇經球磨后部分轉化為晶體氧化物；氧化物的初始結構對燒結后樣品的微觀結構和強度具有明顯影響，添加非晶Y₂Ti₂O₇的燒結樣品中納米顆粒尺寸更細，且在具有相近屈服強度時其具有較高的塑性。

該研究闡明了Y₂Ti₂O₇在材料制備過程中的結構演變，通過控制氧化物初始結構提升了ODS-CLAM鋼性能，為強塑性ODS鋼的研發提供了借鑒與參考。

燒結樣品微結構及納米顆粒尺寸統計

論文地址：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022311524003106

本文內容來源：

https://www.cas.cn/syky/202408/t20240801_5028063.shtml