创办(ban)于2002年(nian)9月的(de)Nature Materials是材料(liao)及其(qi)相关领域(yu)的(de)顶级学(xue)术(shu)期刊(kan)，在自然(ran)科(ke)学(xue)尤(you)其是(shi)材(cai)料科学领域具(ju)有(you)很(hen)大的学(xue)术影(ying)响力。

图1. 具(ju)有优(you)异(yi)的(de)耐(nai)辐(fu)照(zhao)性(xing)能和力(li)学(xue)性(xing)能的超(chao)高(gao)强度(du)钢

  先进核能被(bei)认为(wei)是(shi)解决(jue)人(ren)类未(wei)来(lai)能(neng)源需(xu)求的终极(ji)方(fang)案，然而目前(qian)以ODS钢(gang)为代(dai)表的(de)耐辐照(zhao)金(jin)属(shu)结(jie)构材(cai)料在(zai)高(gao)剂(ji)量(liang)辐照后(hou)仍(reng)面临着(zhe)增强(qiang)相失稳和抗(kang)辐(fu)照性(xing)能恶(e)化的困境(jing)。严苛(ke)的辐照服役(yi)环(huan)境和高(gao)安(an)全(quan)性(xing)需求，使(shi)得开(kai)发(fa)具(ju)有(you)优异(yi)高(gao)温(wen)强度、高(gao)强(qiang)韧(ren)、抗(kang)高(gao)剂量(liang)辐(fu)照性(xing)能和(he)抗蠕变(bian)性能的先(xian)进(jin)金(jin)属(shu)结(jie)构材料(liao)成(cheng)为制(zhi)约(yue)未来核能发展(zhan)的(de)重(zhong)大(da)挑战之(zhi)一。

图(tu)2. 离(li)子辐照下超(chao)晶格钢(gang)的显微组(zu)织演(yan)化(hua)

针对(dui)此(ci)问(wen)题(ti)，北(bei)京科(ke)技大(da)学(xue)新金(jin)属(shu)材料国(guo)家(jia)重点(dian)实验(yan)室(shi)吕昭平(ping)教(jiao)授团队与北京(jing)大(da)学(xue)付(fu)恩刚(gang)教授团(tuan)队合作发(fa)现(xian)，在(zai)前(qian)期(qi)自(zi)主研(yan)发(fa)纳米(mi)共(gong)格(ge)析出(chu)马氏体时效超(chao)高(gao)强度钢(gang)中(zhong)，其小(xiao)尺(chi)寸超高密度(du)共(gong)格有(you)序(xu)析出(chu)相极易被辐(fu)照(zhao)溶(rong)解(jie)，但(dan)在高温（400-600 °C）辐(fu)照(zhao)下因其(qi)极低的(de)相(xiang)变势垒和(he)短程溶质(zhi)重排(pai)主(zhu)导(dao)的(de)动力(li)学行(xing)为而(er)发生原(yuan)位动(dong)态(tai)有(you)序(xu)-无序(xu)转(zhuan)变。这种(zhong)局(ju)域(yu)相(xiang)变(bian)在(zai)限制(zhi)溶(rong)质和点缺陷(xian)长(zhang)程(cheng)扩散(san)的同时(shi)，通过增(zeng)强溶质(zhi)和缺陷的(de)局(ju)域(yu)重组(zu)，持续湮(yan)灭(mie)辐(fu)照缺陷(xian)并稳(wen)定(ding)高密度(du)析出相，使得(de)该新(xin)型(xing)超高强度(du)钢在(zai)超高(gao)剂量离子辐照（>2000 dpa）后无空洞肿(zhong)胀和(he)辐(fu)照(zhao)硬(ying)化(hua)发(fa)生(sheng)，从而表现出极(ji)为优(you)异(yi)的耐辐(fu)照(zhao)性能(neng)和(he)力(li)学性能(neng)，这(zhe)一(yi)新的(de)抗(kang)辐(fu)照(zhao)机制(zhi)不同与以往借助(zhu)错(cuo)配界(jie)面(mian)吸收缺(que)陷所(suo)导致的低稳(wen)定(ding)性，使得材(cai)料的抗(kang)辐照性能(neng)几(ji)乎(hu)不(bu)受(shou)辐照剂(ji)量(liang)影响(xiang)，为研发耐(nai)强辐(fu)照(zhao)、高强(qiang)韧(ren)结(jie)构(gou)材(cai)料(liao)提(ti)供(gong)了新(xin)的(de)思(si)路(lu)。

  论(lun)文的(de)共(gong)同(tong)通(tong)讯作者为(wei)北(bei)京科技大学(xue)吕(lv)昭平教授(shou)和北(bei)京大(da)学(xue)付恩(en)钢(gang)教授(shou)，第一作(zuo)者(zhe)为(wei)北京大(da)学杜进(jin)隆博士、北京科技大(da)学蒋(jiang)虽(sui)合(he)研(yan)究员和曹培(pei)培(pei)博(bo)士研(yan)究(jiu)生(sheng)，北(bei)京(jing)科技(ji)大学吴渊(yuan)研究员为共(gong)同作(zuo)者(zhe)。该研究得到(dao)国(guo)家(jia)自然(ran)科学(xue)基金委(wei)员(yuan)会的持续(xu)资(zi)助。