Page 22 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 叶想平，等： 辐照-预应力和冲击耦合作用下金属硬化和脆化规律与微观机理实验研究进展 第 10 期

萌生、扩展与演化全过程，但其仍旧无法证实位错通道的形成和演化是辐照脆化的微观机制。(3) 辐照
纯铝中至今未观测到位错通道，且基于现有理论和实验数据推测，辐照纯铝中永远不会出现位错通道，
但辐照纯铝依旧表现出典型的辐照脆化现象 [21,30-31,83] 。因此，Byun 等 [37-39] 甚至认为位错通道的本质可能
仅仅是广泛存在于塑性形变金属中的 Luft 滑移带 [80] ，辐照铜、钢等材料内部高密度的位错环和四面体等
微小缺陷提供了良好的背景衬底，导致不含缺陷的位错通道（即 Luft 滑移带）极易被观测到；而辐照纯铝
内部位错环等缺陷数密度太低，无法提供足够强烈的背景衬底，最终导致其内部无法观测到位错通道，
因而位错通道可能仅仅是辐照材料形变后遗留下来的一种实验现象，而非辐照脆化的微观机制 [37-39] 。因
此，位错通道并不是辐照脆化的必要条件，可能也不是充分条件。

Channel

300 nm 300 nm
(a) Irradiation defects pinned dislocations (b) Dislocation channels in deformed specimen
图 5 中子辐照零应力无氧铜的微结构演化 [7]
Fig. 5 Microstructure evolution of neutron irradiation OFHC (oxygen-free high conductivity copper) [7]

近年兴起的高熵合金，由于其多主元特性，使其理论上具有优异的抗辐照性能，然而当前主要基于
离子/电子辐照结合微纳实验技术，研究不同种类高熵合金的微纳尺度屈服强度和辐照缺陷演化特性 [84-86] 。
研究结果基本支持高熵合金具有良好的抗离子/电子辐照硬化性能，如图 6(a) [84] 所示，且陈阳等 [87] 和靳
柯等 [88] 对此作了详细综述。但中子辐照产生的微结构缺陷不同于离子辐照 [89-91] ，与此同时，高熵合金自
身的多主元特性导致其辐照硬化和脆化行为表现出更复杂的特性 [92-94] 。例如：尽管离子辐照实验表明其
具有优异的抗辐照性能 [84,94] ，但唯一报道的中子辐照高熵合金（NiFeMnCr）的脆化性能却不及传统
316 钢，这与离子辐照实验结果矛盾，且至今机理不明，如图 6(b) [93,95] 所示。因此，中子辐照高熵合金的
硬化和脆化规律与机理实验研究还亟待深入 [92,96-98] 。

The ratio of yield strength hardening/% 150 Fe-1wt%Cu Engineering stress/MPa 600 Unirradiated-NiFeMnCr
250 HEA-HfNbZrTi 900
W
200
Stainless steel
A508-3
16MND5
100
0.1 dpa-NiFeMnCr
300
1 dpa-NiFeMnCr
50
0.1 dpa-316SS
0
0.78 dpa-316SS
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 Unirradiated-316SS 0.8
0.6
Dose/dpa Engineering strain
(a) Effects of ion irradiation dose on yield stress of (b) Tensile properties of neutron-irradiated NiFeMnCr
high-entropy alloy [84] high-entropy alloy and 316 steel [93,95]
图 6 受辐照的高熵合金的力学性能 [84,93,95]
Fig. 6 Mechanical properties of irradiated high-entropy alloys [84,93,95]

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