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本论文主要对超临界水冷堆的四种候选材料进行了离子辐照损伤研究,这四种候选材料分别是镍基合金C-276、镍基合金718、铁素体/马氏体钢P92和奥氏体不锈钢HR3C。最后还对核聚变反应堆候选结构材料—超洁净低活化马氏体钢(SCRAM钢)进行了离子辐照析出行为的研究。1、对镍壤合金C-276在不同的辐照温度条件下进行不同剂量(0.28dpa～82.5dpa)的氩离子辐照,在500℃下对C-276合金进行了4.5dpa的自离子(Ni离子)辐照。主要利用透射电子显微镜研究了辐照后样品微观结构的变化,结果表明：低剂量(0.83dpa-2.75dpa)辐照后出现了黑斑缺陷；高剂量(6dpa-27.5dpa)辐照后出现了高密度大尺寸的位错环；82.5dpa高剂量的辐照后,大尺寸的晶粒碎化成为亚晶粒,亚晶粒的尺寸分别通过透射电镜和掠入射小角度X射线衍射测出。还利用原子力显微镜表征了C-276合金在室温下进行不同剂量辐照后的表面损伤情况。高温Ni离子辐照也导致了高密度的位错环出现,位错环的主要类型分别为(a/3)<111>和(a/2)<110>类型。2、在高温条件下对镍基合金718进行氩离子辐照损伤研究。利用透射电子显微镜研究辐照前后718合金中γ’和γ”析出相的变化。结果表明：辐照后γ’和γ”析出相的有序结构被破坏了,原因可能是离子辐照产生了大量的缺陷。3、对铁素体/马氏体P92钢在室温和高温条件下进行氩离子辐照,研究在不同辐照剂量下P92钢中基体、碳化物和表面的微观结构变化。利用透射电子显微镜研究了辐照后样品微观结构的变化,主要的结果如下。在较低温度(≤290℃)下辐照后,M23C6析出物的边界(碳化物和基体交界处)容易发生非晶化现象；而在较高的辐照温度下(如390℃和550℃),析出物的边界没有发生非晶化现象。在室温/34.5dpa辐照下,P92刚的基体中出现细小析出物,而在290℃/12dpa和390℃/7dpa辐照下就可以观察到细小析出物,表明辐照温度越高,形成辐照析出物所需剂量越低。高温550℃辐照后出现了Ar泡。利用TEM-EDX研究表明P92钢中Ar离子辐照导致了基体中碳化物中Cr和W元素的富集和Fe元素的贫化现象。SEM和AFM开究表明550℃Ar离子辐照使P92钢的表面形成了纳米尺寸“小丘”状脊(表面起泡)并且粗糙度升高。4、对奥氏体不锈钢HR3C分别在290℃和550℃的高温条件下进行不同剂量的氩离子辐照,利用透射电子显微镜研究HR3C钢辐照后的损伤行为。290℃辐照时,HR3C钢的基体中出现高密度的位错环,位错环的平均尺寸随着辐照剂量的增大而长大,数密度随着辐照剂量的增大而降低。550℃辐照后,在大尺寸的位错环附近出现大量的辐照析出物,并且.随着辐照剂量的增大,析出物的平均尺寸逐渐变粗。选区电子衍射表明这些析出物主要为碳化物Cr23C6。这是第一次在奥氏体不锈钢中的位错环附近直接观察到了辐照析出物Cr23C。的形成。5、选用两种超洁净低活化马氏体钢：SCRAM-6(9Cr2W0.25V)钢和SCRAM-9(9Cr2W0.25V-Ti)钢,在300℃下分别在单束(40dpa Fe离子)和双束(40dpa Fe+60appm/dpa H离子)辐照条件下研究辐照诱发的析出行为。利用透射电子显微镜观察了辐照后的析出物尺寸及分布,并对细小析出物进行了EDX能谱分析。在SCRAM-6钢中,辐照产生的析出物可能主要是Cr元素富集的M23C6碳化物；在含Ti的SCRAM-9钢中,辐照产生的析出物可能主要是Ti(N,C)。Ti元素添加较多的SCRAM-9钢具有较好抑制析出物长大的特性。本论文还对氢离子的注入对辐照析出的影响进行了探究,农明氢离子的注入加速了细小析出物的出现。