近日，由原子能院反應(yīng)堆工程技術(shù)研究所承研的“抗輻照耐腐蝕高熵合金基礎(chǔ)研究”項目順利通過技術(shù)驗收。項目團隊瞄準(zhǔn)未來先進核能系統(tǒng)對材料的更高要求，研制出了適用于不同堆型需求的新型高熵合金材料，并完成了各項使役性能研究，打通了包括模擬計算、材料制備和性能評測在內(nèi)的全流程高熵合金材料研發(fā)技術(shù)路線，探明了高熵合金材料抗輻照耐腐蝕的機理，為新一代壓水堆及其它特殊堆用關(guān)鍵部件的候選材料提供了理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支持。

高熵合金材料采用多主元元素的設(shè)計理念，在成分設(shè)計上突破了傳統(tǒng)合金設(shè)計理念，使材料在具備優(yōu)秀的力學(xué)性能的同時，展現(xiàn)出良好的耐腐蝕、抗輻照性能，有望成為新一代壓水堆、鈉冷快堆、鉛鉍快堆、聚變堆等堆型核心構(gòu)件的備選材料。對此，原子能院項目團隊采用模擬計算方法，在重離子輻照考驗的環(huán)境下開展了高熵合金材料輻照機理研究，通過構(gòu)建不同高熵合金材料的多元勢函數(shù)，明確了多主元效應(yīng)影響輻照缺陷演化的機理。

高熵合金項目相關(guān)研究工作

針對不同先進堆型的需求，項目團隊研制出了具有針對性的高熵合金材料。本次項目成果包括適用于高溫氣體冷卻、具有耐高溫輻照特性的TiVTa（鈦釩鉭）系列新型難熔高熵合金；適用于新一代壓水堆的耐事故燃料元件包殼AlCrNbSiTi（鋁鉻鈮硅鈦）高熵合金的涂層；適用于鉛鉍快堆燃料元件包殼材料的NbMoTaW（鈮鉬鉭鎢）和TaWVCr（鉭鎢釩鉻）兩類高熵合金的涂層，其在低氧含量的鉛鉍合金中表現(xiàn)出優(yōu)秀的耐鉛鉍腐蝕特性，為鉛鉍快堆冷卻劑實現(xiàn)工程化的單向氧控打下了堅實基礎(chǔ)。

該項目隸屬原子能院長期基礎(chǔ)研究專項。未來，項目團隊將進一步完成高熵合金材料的工藝優(yōu)化定型、輻照腐蝕研究等工作，努力實現(xiàn)高熵合金材料在堆內(nèi)的工業(yè)化應(yīng)用。

科普小貼士：

熵是物理學(xué)中非常重要的概念，表示一個體系內(nèi)的混亂程度，越混亂熵就越高，越有秩序熵就越低。在自然界中，一切孤立的系統(tǒng)都會向熵增大的趨勢發(fā)展。在普通的合金中，原子排列得十分整齊，整個金屬就像由無數(shù)相同的原子陣列組成，熵值較低。

高熵合金則顧名思義，內(nèi)部的熵值較高，微觀結(jié)構(gòu)十分混亂，原子排布隨機、無序，原子陣列的排布方式和結(jié)構(gòu)各不相同。正是這樣無序的結(jié)構(gòu)使高熵合金擁有了文中所提到的各種良好特性。