****郭立平教授团队关于不同H/He比例对CLAM钢中辐照缺陷和辐照硬化的影响研究论文Effect of irradiation with varying H/He ratio on defect clusters and hardening in CLAM steel于2025年1月30日在Journal of Alloys and Compounds 1016 (2025) 178935在线发表。

    在研究聚变堆材料的辐照损伤和嬗变氢氦之间的协同效应时，不同研究人员的实验结果存在不一致：三束离子辐照产生的肿胀并不总是比双束辐照更高，且H在某些情况下增加气泡数密度，在另外的情况下则增大气泡尺寸。这些结果的不一致性，一方面是由于材料成分和显微结构的差异，另一方面源于实验条件的不同，比如辐照温度、损伤速率、H/He比率及浓度值不同，以及块状样品与薄膜样品（有表面效应）的不同。在前期RAFM钢中氢氦协同效应研究的基础上，本工作研究H/He比率对辐照缺陷和辐照硬化的影响。

    离子辐照实验是在郭立平教授团队建立的[**武汉大学三束辐照装置**](<https://jszy.whu.edu.cn/guoliping/zh_CN/zdylm/1558651/list/index.htm>)（[*Nucl. Inst. and Methods in Phys. Res., A 1040 (2022) 167202](<https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168900222005617>)* ）上完成的。对CLAM钢块状样品进行辐照，辐照时只改变H的浓度，其他条件保持相同，包括相同的辐照温度450℃、He浓度11appm/dpa、Fe离子辐照损伤剂量11dpa和损伤剂量率2.03ⅹ10-4dpa/s。通过改变H的浓度，获得H/He的比率分别为0、0.4、4和40的辐照样品。然后进行纳米压痕测试和制作TEM样品并进行TEM观察。实验结果表明，辐照缺陷与H浓度之间存在高度的相关性：H的浓度显著影响位错环的尺寸分布和数密度，以及气泡、肿胀和辐照硬化。随着H浓度升高，位错环的数密度增加，平均尺寸略有增加，辐照硬化率上升。在达到本实验的最高值440appm/dpa即H/He=40时，肿胀最显著，但硬化率下降。

     我们分别从H与He、空位、空位团及位错等缺陷之间的复杂相互作用以及i-v复合等方面进行了阐释。我们认为H在不同浓度水平下的作用机制存在着差异，这种差异与H的存在状态有关，并提出当氢浓度较低时主要以H原子形式存在于He气泡表面，而当氢浓度升高到一定值时，H2 分子可能开始在气泡内部形成，并通过loop-punching机制促进位错环和气泡的生长。Fe基合金中He气泡内部可能有H2分子形成的这一设想有待于实验验证。

   本论文第一作者是博士生尹泽鹏，共同通讯作者武汉大学郭立平教授和北京大学陈一恒博士。本文工作得到了国家磁约束核聚变能发展研究专项课题(批准号2022YFE03110003)和国家自然科学基金项目(批准号 11975170) 的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.178935

免费获取（2025.3.25前有效）：https://authors.elsevier.com/a/1kYUD3IWkcI9~3

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