创办于2002年(nian)9月(yue)的Nature Materials是(shi)材料及(ji)其相(xiang)关领(ling)域(yu)的顶(ding)级学(xue)术(shu)期刊(kan)，在自(zi)然科(ke)学(xue)尤其(qi)是材(cai)料(liao)科学领(ling)域具(ju)有(you)很大(da)的学(xue)术(shu)影(ying)响力(li)。

图1. 具有(you)优异(yi)的耐辐照(zhao)性(xing)能和力(li)学性(xing)能的(de)超高强(qiang)度钢(gang)

  先(xian)进(jin)核能被认为是(shi)解决(jue)人(ren)类未来能(neng)源需求(qiu)的终极(ji)方(fang)案，然而(er)目(mu)前(qian)以(yi)ODS钢为(wei)代(dai)表(biao)的(de)耐辐(fu)照(zhao)金属结(jie)构材(cai)料(liao)在(zai)高(gao)剂量(liang)辐(fu)照后仍(reng)面(mian)临着增强相失稳和抗辐(fu)照性(xing)能恶(e)化的困境。严苛(ke)的辐照(zhao)服(fu)役环境(jing)和高(gao)安(an)全(quan)性需(xu)求，使得开(kai)发(fa)具有优(you)异高(gao)温强(qiang)度、高强(qiang)韧、抗高(gao)剂量(liang)辐照性能和(he)抗(kang)蠕变性(xing)能(neng)的先进(jin)金(jin)属结(jie)构(gou)材(cai)料成为制约未(wei)来(lai)核(he)能发展的(de)重大(da)挑(tiao)战(zhan)之(zhi)一(yi)。

图2. 离子(zi)辐照下(xia)超晶格(ge)钢的(de)显微(wei)组(zu)织演化

针对(dui)此(ci)问(wen)题，北(bei)京(jing)科技(ji)大学(xue)新(xin)金(jin)属材(cai)料(liao)国家(jia)重(zhong)点(dian)实验室吕(lv)昭(zhao)平(ping)教授团(tuan)队与(yu)北京(jing)大(da)学付(fu)恩(en)刚(gang)教授团(tuan)队合(he)作发现(xian)，在(zai)前(qian)期自主研(yan)发(fa)纳(na)米(mi)共格析出(chu)马氏(shi)体时效(xiao)超高(gao)强(qiang)度钢(gang)中，其(qi)小尺(chi)寸超(chao)高密度(du)共(gong)格有序析(xi)出相极易被辐照溶解(jie)，但(dan)在高(gao)温(wen)（400-600 °C）辐照(zhao)下因(yin)其极低(di)的(de)相变(bian)势(shi)垒(lei)和(he)短程溶(rong)质重排主导的(de)动(dong)力学(xue)行为(wei)而(er)发生原位动(dong)态(tai)有(you)序-无(wu)序(xu)转(zhuan)变(bian)。这种(zhong)局(ju)域(yu)相变(bian)在(zai)限(xian)制(zhi)溶(rong)质(zhi)和点(dian)缺陷(xian)长程扩(kuo)散的(de)同时，通过增(zeng)强溶质(zhi)和(he)缺(que)陷(xian)的局(ju)域(yu)重组(zu)，持(chi)续湮(yan)灭辐(fu)照(zhao)缺陷(xian)并稳(wen)定高(gao)密(mi)度(du)析出相，使(shi)得该(gai)新型超高(gao)强(qiang)度钢在(zai)超高(gao)剂量(liang)离子(zi)辐照(zhao)（>2000 dpa）后无空(kong)洞(dong)肿(zhong)胀和辐照硬化(hua)发生，从(cong)而表现出(chu)极为(wei)优(you)异的耐辐照(zhao)性能和(he)力学性(xing)能(neng)，这一新的抗辐(fu)照(zhao)机(ji)制(zhi)不(bu)同与(yu)以(yi)往借助错(cuo)配(pei)界面(mian)吸收(shou)缺(que)陷(xian)所(suo)导(dao)致(zhi)的低稳(wen)定性(xing)，使(shi)得材(cai)料(liao)的(de)抗辐(fu)照(zhao)性(xing)能(neng)几(ji)乎(hu)不受辐(fu)照剂量影响(xiang)，为研发耐(nai)强(qiang)辐照、高强(qiang)韧结构(gou)材料(liao)提供(gong)了(le)新(xin)的(de)思路(lu)。

  论文的共同(tong)通讯作(zuo)者(zhe)为(wei)北京(jing)科(ke)技(ji)大学吕(lv)昭平(ping)教(jiao)授(shou)和北京(jing)大(da)学(xue)付恩钢教授，第(di)一(yi)作(zuo)者为(wei)北(bei)京(jing)大学(xue)杜(du)进(jin)隆博士(shi)、北(bei)京科技(ji)大学蒋(jiang)虽(sui)合研(yan)究(jiu)员(yuan)和曹培培博士研究(jiu)生，北京(jing)科(ke)技(ji)大(da)学吴(wu)渊(yuan)研究员为(wei)共同作者(zhe)。该研(yan)究(jiu)得(de)到国(guo)家自(zi)然科(ke)学(xue)基(ji)金(jin)委员会(hui)的持(chi)续资(zi)助。