中国科学院核用材料与安全评价重点实验室
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ODS钢中Y-Ti-O纳米相形成机理探究获新进展
2021-04-23  |          【 】【打印】【关闭

  ODS钢是面向先进核能系统开发的耐高温、抗辐照结构材料,其优异的性能已被业界广泛认可,而ODS钢优异的性能源自于其基体内大量弥散分布的纳米级氧化物颗粒,其数密度可达1022-24/m3。这些纳米级氧化物能够有效钉扎位错,稳定组织,提高材料的抗蠕变性能。同时,氧化物颗粒与基体的界面能够捕获辐照过程中产生的He泡等缺陷,提高材料的抗辐照性能。因而,要获得性能优异的ODS钢,控制制备过程中纳米级氧化物的弥散析出至关重要。ODS钢中的纳米级氧化物以Y-Ti-O为主,且ODS钢中YTi的含量普遍低于0.5wt%,这对揭示制备过程中Y-Ti-O氧化物的析出机理造成了非常大的困难。重点实验室研究人员以Ti-Y2O3粉末为模型,系统地研究了Y-Ti-O氧化物的形成机理。研究发现,随温度升高,Ti优先与O结合形成系列钛的氧化物TixOyy/x2),且只有TiO2才能进一步与Y2O3结合形成Y2Ti2O7Y2Ti2O7的形成起始于500℃左右,终止于1004℃左右,最大形成温度发生在779℃左右。这为ODS钢制备过程中纳米级氧化物的调控提供了非常重要的实验数据支持。相关研究结果已发表:Study on the formation mechanism of Y-Ti-O oxides during mechanical milling and annealing treatmentAdvanced Powder Technology, 32, 2021, 582-590 

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