氮掺杂FeCrAl中熵合金涂层的抗氦离子辐照与耐铅铋腐蚀性能研究
编号:74 访问权限:仅限参会人 更新:2026-03-24 08:56:44 浏览:57次 邀请报告

报告开始:2026年04月28日 10:55(Asia/Shanghai)

报告时间:20min

所在会场:[M] 高熵合金及其涂层论坛 [M1] M上午场

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摘要
铁铬铝(FeCrAl)合金因其优异的高温抗氧化性和良好的热导性,成为事故容错燃料(ATF)包壳的主要候选材料。然而,强中子辐照和铅铋共晶(LBE)的腐蚀作用,会导致严重的微观结构损伤和机械性能退化,从而威胁反应堆安全。为解决这一问题,采用磁控溅射技术在316不锈钢基材上沉积了氮(N)掺杂的FeCrAl中熵合金涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)系统表征了涂层在氦离子辐照和液态LBE腐蚀后的微观结构演变。采用纳米压痕技术评估了涂层的机械性能。在氦离子辐照后,随着N2流量的增加,与氦泡形成相关的表面肿胀和孔隙显著减少。在N2流量为12sccm时制备的涂层表现出最佳的氦离子辐照抗性。在机械性能方面,12sccm下沉积的涂层峰值纳米硬度达到15.9GPa。辐照后,0、4和8sccm N2流量下制备的涂层均表现出明显的辐照硬化。相比之下,12sccm涂层的硬度保持稳定,表现出优异的抗辐照性能。在500℃下暴露于液态LBE 1000小时后,所有涂层均有效抑制了Pb、Bi和O的内扩散。值得注意的是,即使是微量的N掺杂也会在涂层内部引起元素偏析。尽管如此,12sccm N2流量下制备的涂层仍保持结构完整性,且未出现明显的元素互扩散。综上所述,12sccm N2流量下制备的氮掺杂FeCrAl中熵合金涂层在氦离子辐照和LBE腐蚀方面表现出优异的综合抗性, 具有作为先进核能系统防护涂层的巨大潜力。
关键词
FeCrAl涂层,铅铋腐蚀,FeCrAl,薄膜,氦离子辐照,硬度,韧性,中熵合金;超低温;强韧化机理;应变敏感性
报告人
姜欣
教授 西南交通大学

稿件作者
姜欣 西南交通大学
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    初稿截稿日期

  • 04月28日 2026

    注册截止日期

主办单位
中国机械工程学会
承办单位
中国机械工程学会表面工程分会
中国科学院兰州化学物理研究所 润滑材料全国重点实验室
中国航天科技集团兰州空间技术物理研究所
甘肃省化学会
甘肃省材料学会
兰州城市学院
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