含钒钨基高熵合金

抗辐射且高效自愈

通过钒的小原子尺寸效应,在级联碰撞中直接形成空位位错环,促进缺陷复合,抑制间隙环生长,实现抗辐射和低温退火自愈。

Wei, Guanying · Byggmästar, Jesper · 崔俊芝 · Nordlund, Kai · 任景莉 · Djurabekova, Flyura G.

Acta Materialia 2024

参数信息

缺陷退火率
~90% %
辐照损伤剂量
0.4–0.8 dpa

技术优势

近90%的缺陷可退火消除

含V合金在2000 K退火5 ns后,约90%的辐照缺陷被消除,而纯W中只有不到20%,大幅提升材料在高温下的自修复能力。

空位环直接在级联中形成

含V合金在0.4–0.8 dpa的级联碰撞中直接产生空位位错环,避免了间隙环的不可控生长,从而降低肿胀倾向。

空位与间隙原子迁移更平衡

V的小原子尺寸使空位和间隙原子的迁移率趋于平衡,促进了二者的复合,因而阻止了间隙环的持续长大。

WTaV是低活化候选材料

在Mo–Nb–Ta–V–W合金体系中,WTaV合金不仅抗辐照性能优异,而且具有低活化特性,适合核聚变应用。

应用场景