创(chuang)办于(yu)2002年9月的Nature Materials是(shi)材料(liao)及其相关(guan)领域的顶(ding)级学(xue)术期(qi)刊，在自然(ran)科(ke)学尤(you)其是(shi)材料科学领域(yu)具(ju)有(you)很大(da)的学术(shu)影(ying)响力。

图1. 具有(you)优异(yi)的(de)耐(nai)辐照(zhao)性(xing)能和力(li)学性(xing)能的(de)超(chao)高强度(du)钢(gang)

  先进(jin)核能被认(ren)为是解决人类未(wei)来能(neng)源需(xu)求(qiu)的终(zhong)极(ji)方(fang)案(an)，然(ran)而(er)目(mu)前(qian)以ODS钢为代表的(de)耐(nai)辐照金(jin)属结构材料在高剂量辐(fu)照(zhao)后仍(reng)面(mian)临(lin)着增强相(xiang)失(shi)稳(wen)和抗辐照性能恶(e)化(hua)的困(kun)境(jing)。严苛(ke)的(de)辐照服役环境(jing)和(he)高安全(quan)性(xing)需求(qiu)，使得开发(fa)具(ju)有(you)优异(yi)高温(wen)强度、高(gao)强(qiang)韧、抗(kang)高剂(ji)量(liang)辐照性能和(he)抗蠕(ru)变性能的先(xian)进金(jin)属(shu)结构(gou)材(cai)料成为制(zhi)约(yue)未来(lai)核(he)能发(fa)展(zhan)的(de)重大(da)挑战之(zhi)一(yi)。

图2. 离(li)子(zi)辐(fu)照下(xia)超晶(jing)格钢(gang)的显(xian)微(wei)组织演化

针(zhen)对此问(wen)题(ti)，北京科(ke)技(ji)大学(xue)新(xin)金(jin)属材料(liao)国(guo)家(jia)重(zhong)点(dian)实(shi)验室吕昭平教授团(tuan)队与北(bei)京大(da)学(xue)付恩(en)刚(gang)教授团队合(he)作(zuo)发现，在(zai)前(qian)期自(zi)主研发纳米共格析(xi)出马(ma)氏体(ti)时效超高(gao)强(qiang)度(du)钢(gang)中(zhong)，其(qi)小(xiao)尺寸(cun)超(chao)高密(mi)度共(gong)格有序(xu)析(xi)出(chu)相极(ji)易被辐照溶(rong)解，但(dan)在(zai)高(gao)温(wen)（400-600 °C）辐照(zhao)下(xia)因其(qi)极低的(de)相(xiang)变势(shi)垒(lei)和(he)短程(cheng)溶(rong)质(zhi)重(zhong)排主导(dao)的动力学行(xing)为而发生原位(wei)动态(tai)有(you)序-无(wu)序转(zhuan)变(bian)。这种局域(yu)相变在(zai)限(xian)制溶(rong)质(zhi)和(he)点缺陷长(zhang)程扩散(san)的(de)同时(shi)，通(tong)过增(zeng)强(qiang)溶质和(he)缺(que)陷的局(ju)域(yu)重组(zu)，持(chi)续(xu)湮灭(mie)辐(fu)照(zhao)缺陷并稳定高密(mi)度析(xi)出(chu)相(xiang)，使(shi)得(de)该(gai)新(xin)型超(chao)高强(qiang)度(du)钢在(zai)超高(gao)剂(ji)量离子辐(fu)照（>2000 dpa）后无(wu)空洞(dong)肿(zhong)胀(zhang)和辐(fu)照硬(ying)化发(fa)生(sheng)，从(cong)而表(biao)现出极为(wei)优(you)异(yi)的(de)耐(nai)辐(fu)照(zhao)性(xing)能和力(li)学性能，这一(yi)新的(de)抗(kang)辐照机制(zhi)不(bu)同与以往借助(zhu)错配界(jie)面(mian)吸(xi)收缺陷(xian)所(suo)导(dao)致的(de)低稳(wen)定(ding)性(xing)，使(shi)得(de)材料(liao)的抗(kang)辐(fu)照(zhao)性能(neng)几乎(hu)不(bu)受(shou)辐照(zhao)剂量(liang)影响，为(wei)研(yan)发耐(nai)强辐照、高强(qiang)韧结构材(cai)料提(ti)供(gong)了新(xin)的思(si)路。

  论(lun)文(wen)的(de)共(gong)同(tong)通(tong)讯(xun)作者(zhe)为北(bei)京科技(ji)大(da)学吕昭平教(jiao)授和北京大学付恩(en)钢教(jiao)授，第一作者为北(bei)京(jing)大(da)学杜进隆(long)博(bo)士(shi)、北京(jing)科(ke)技(ji)大(da)学(xue)蒋(jiang)虽(sui)合研(yan)究员和曹(cao)培培博(bo)士(shi)研(yan)究(jiu)生(sheng)，北京(jing)科技大学吴渊研(yan)究员为共(gong)同作(zuo)者。该(gai)研(yan)究得(de)到(dao)国(guo)家(jia)自然(ran)科(ke)学(xue)基(ji)金委(wei)员会(hui)的(de)持(chi)续(xu)资助(zhu)。