西安交通大学韩卫忠教授团队《Acta Materialia》分层纳米层结构实现创纪录的高抗断裂锆合金

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导读：作为一种应用广泛的核结构材料，锆(Zr)合金易发生脆性氢化物致开裂。Zr包层管固有的无法抑制这种开裂趋势，严重威胁到Zr包层管的使用安全。本文提出了一种 显微组织设计策略 ，通过在Zr-2.5Nb合金中引入分层的纳米层双相结构，有效地抑制裂纹的扩展。由于在裂纹尖端之前形成了均匀而密集的塑性变形，从而获得了前所未有的K JIc ∼ 165 MPa·m 1/2 相当于J Ic ~ 256 kJ/m 2 )的断裂韧性，这是Zr基材料所不具备的。分析表明， 分层Zr-2.5Nb合金中高密度的多取向α/β界面激发了大量的 位错，促进了变形孪核，从而产生了有效的裂纹尖端钝化，而这两者在室温下是传统Zr基材料难以激活的。分层纳米层结构具有优异的断裂韧性，为设计耐损伤六角形金属提供了新的途径，用于安全关键应用 。 锆(Zr)合金具有热中子俘获截面小、耐腐蚀性能好、机械性 ………………………………