具有“纳米空洞”结构的钨基高熵合金/Al2O3多层薄膜制备及抗辐照行为研究
编号:459 稿件编号:289 访问权限:仅限参会人 更新:2023-03-23 14:27:10 浏览:368次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 14:45 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[B1] 薄膜科技论坛一 [B1-2] 下午场

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摘要


摘要:
多层抗辐照材料能够有效解决空间辐射防护问题,逐渐成为各国军事和民用领域的研究热点。目前,结构的纳米化已成为抗辐照涂层材料的发展趋势。高熵合金具有高硬度/强度、高抗疲劳、耐高温氧化、耐腐蚀、抗辐照等特性,在设计先进材料的新策略上引起了极大的关注。将Al2O3膜和高熵合金调控成纳米结构,通过构建纳米空洞结构、调节高熵合金相结构和纳米多层膜结构,为设计非金属/金属多层膜抗辐照材料提供了新的策略和方向。
在本研究中,我们设计了一种具有“纳米空洞”结构的体心立方高熵合金/Al2O3多层薄膜,通过调控等离子溅射制备工艺参数获得了具有稳定的高密度“纳米空洞”结构的体心立方钨基高熵合金/Al2O3多层薄膜,表征了其成分和微观组织结构,研究了该薄膜在氦离子辐照环境下的性能表现。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、小角度掠射X衍射和纳米压痕仪对辐照前后氦泡的演变和浓度、深度进行了深入分析。氦离子辐照实验过后,氦泡被严格限制在高熵合金/Al2O3多层薄膜提前预置的纳米空洞结构内,且其聚集长大受到限制。高熵合金/Al2O3多层薄膜辐照硬度增加量(ΔH=0.5Gpa)显著小于单层Al2O3薄膜材料辐照后硬度增加量(ΔH=0.9Gpa)。SRIM软件模拟仿真表明,相同辐照条件下,该结构薄膜的移位损伤最大为0.08dpa,而同等厚度的Al2O3薄膜移位损伤高达0.1dpa,且高熵合金/Al2O3多层薄膜氦的注入深度和浓度均小于同等厚度Al2O3薄膜。研究结果表明,具有“纳米空洞”结构的体心立方钨基高熵合金/Al2O3多层薄膜具有优异的抗辐照稳定性。
关键词:纳米空洞结构;纳米多层膜;高熵合金;抗辐照行为
*通讯作者简介:魏东博(1982—),男,材料加工工程博士,副教授,主要研究方向苛刻环境防护材料及技术。联系方式:南京市江宁区将军大道10号南京航空航天大学材料科学与技术学院,邮编211106,电子邮箱weidongbo@nuaa.edu.cn。
 
关键字
纳米空洞结构;纳米多层膜;高熵合金;抗辐照行为
报告人
魏东博
南京航空航天大学

稿件作者
刘建华 南京航空航天大学
魏东博 南京航空航天大学
张平则 南京航空航天大学
姚正军 南京航空航天大学
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