聚变反应堆是未来核电站的首选技术,反应堆的第一壁材料要经受严苛的高温、腐蚀和辐照环境,为了提高第一壁材料的性能,ODS合金应运而生。ODS合金的优异性能来自于其特有的微观结构,包括极为细小的晶粒,高密度纳米级的氧化物析出相,这种微观组织结构是由其制备工艺决定的,不同的工艺路线或不同的工艺参数设置对ODS合金的纳米析出相的形成均具有深刻的影响。本文以Y-Al体系的ODS合金为研究对象,通过机械合金化制备成分为Fe-9Cr-1.5W-0.24Al-0.5Y2O3(wt.%)的过饱和合金粉,利用放电等离子烧结工艺,分别在烧结温度为 950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃进行实验,确定最佳的烧结温度。在确定最佳烧结温度的基础上,进行保温时间为5 min、10 min、15 min、20 min的实验研究,确定最佳的保温时间。利用氮氧分析仪、粒度分析仪、XRD衍射仪、扫描电镜、透射电镜等分析手段,分别对机械合金化的粉末和烧结制备好的样品进行形貌的观察、成分的确定,对粉末的粒度、晶粒的尺寸、析出相的密度、尺寸进行分析,对材料的致密度、硬度、抗拉强度进行测量,分析不同烧结温度与不同保温时间对ODS合金组织及性能的影响,得出结论如下:(1)通过机械合金化和放电等离子烧结工艺制备的ODS合金,其致密度均达到了 96%以上,最大致密度可达98.6%;(2)在不同的烧结温度下,晶粒和析出相的尺寸随着烧结温度的升高先减小后增大,烧结温度为1150℃时,晶粒的最小尺寸为200 nm,析出相最小尺寸为6.5 nm;(3)烧结温度为1150℃的ODS合金,硬度为595 HV,抗拉强度为802.85 MPa;(4)在不同的保温时间下,晶粒和析出相的尺寸随着保温时间的增加先减小后增大,保温时间为10 min时,晶粒的最小尺寸为168 nm,析出相最小尺寸为4.7 nm;(5)保温时间为10 min的ODS合金,硬度为632 HV,抗拉强度为863.48 MPa。