納米晶Al的快中子輻照效應(yīng)研究

宋言紅，羅江山，范曉強(qiáng)，邢丕峰，易 勇，楊蒙生，李 愷，雷海樂，＊

（1.西南科技大學(xué)極端條件物質(zhì)特性聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，四川綿陽 621010；

2.中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心，四川綿陽 621900；

3.中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所，四川綿陽 621900）

納米晶Al的快中子輻照效應(yīng)研究

宋言紅1，2，羅江山2，范曉強(qiáng)3，邢丕峰2，易 勇1，楊蒙生2，李 愷2，雷海樂2，＊

（1.西南科技大學(xué)極端條件物質(zhì)特性聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，四川綿陽 621010；

2.中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心，四川綿陽 621900；

3.中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所，四川綿陽 621900）

采用真空熱壓技術(shù)將自懸浮定向流法制得的納米Al粉壓制成平均晶粒尺寸約為120nm的塊體，并對(duì)其進(jìn)行了注量為1.9×1012～7.2×1014cm－2的快中子（E＞1MeV）輻照。通過X射線衍射（XRD）分析、掃描電子顯微鏡與能譜（SEM－EDS）分析和顯微硬度測(cè)試研究了快中子輻照對(duì)納米晶Al的微觀結(jié)構(gòu)和顯微硬度的影響。研究結(jié)果表明：快中子輻照同時(shí)造成了納米晶Al的平均晶粒尺寸增大和顯微硬度提高。隨快中子輻照注量的增大，納米晶Al的平均晶粒尺寸和顯微硬度分別增大了2.09%～9.09%和3.54%～4.37%。納米晶Al的平均晶粒尺寸的增長(zhǎng)率隨快中子注量的增加而增大。

納米晶；快中子輻照；晶粒尺寸；顯微硬度

Key words：nanocrystalline；fast neutron irradiation；grain size；microhardness

隨著核工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料將面臨越來越嚴(yán)苛的中子輻照條件。中子輻照下，材料內(nèi)部首先產(chǎn)生空位和間隙原子，這些點(diǎn)缺陷聚集形成間隙原子簇、層錯(cuò)四面體和孔洞等缺陷，進(jìn)而造成膨脹、硬化、非晶化和脆化等導(dǎo)致材料的失效［1－4］。對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)化和性能優(yōu)化已難以滿足未來核工業(yè)對(duì)材料抗輻照性能的要求，這促進(jìn)了對(duì)新型抗輻照材料的研究。由于在許多方面表現(xiàn)出特殊的性質(zhì)，近幾十年來納米晶材料一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。納米晶材料最大的結(jié)構(gòu)特征是其細(xì)小的晶粒尺寸（納米級(jí)）導(dǎo)致其擁有遠(yuǎn)多于普通材料的界面和晶界。如晶粒尺寸為5nm的納米晶材料，其50%的原子均處于晶界上［5］。以往的研究［5－6］表明，晶界或界面能充當(dāng)間隙原子及空位的陷阱，因此擁有大量晶界的納米晶材料可能表現(xiàn)出優(yōu)異的抗輻照性能。

對(duì)納米晶或超細(xì)晶的Cu［5］、Au［7］、Ni［6，8－10］、Ni－W［6］、Ti49.4Ni50.6［11］、SUS316L－TiC［6］、Mg－Ga2O4［12］、Pd／ZrO2［13］和W－TiC［14］等材料的輻照實(shí)驗(yàn)研究均表明，輻照后，相比于對(duì)應(yīng)的粗晶材料，這些材料均表現(xiàn)出更低的輻照缺陷密度、更少的輻照硬化等。這些研究均認(rèn)為納米晶材料表現(xiàn)出更好的抗輻照性能最重要的原因就在于，其大量的晶界和界面充當(dāng)了輻照產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷的陷阱，減少了形成更大尺寸缺陷及后續(xù)性能劣化的機(jī)會(huì)。針對(duì)輻照產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷和晶界的相互作用方式，Bai等［1］通過對(duì)Cu的分子動(dòng)力學(xué)模擬（MD）研究提出了加載－卸載機(jī)制，認(rèn)為輻照下，間隙原子被吸收到晶界上（加載過程），然后加載了間隙原子的晶界又可作為間隙原子源向晶粒體內(nèi)發(fā)射間隙原子（卸載），與晶粒內(nèi)的空位復(fù)合，這個(gè)過程較傳統(tǒng)的空位擴(kuò)散過程能量更低，能有效地復(fù)合晶界附近的空位，所以晶界密集的納米晶材料表現(xiàn)出更好的抗輻照性能。Chen等［15］通過對(duì)α－Fe的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究，提出了另一個(gè)缺陷和晶界的相互作用機(jī)制，其發(fā)現(xiàn)輻照下在晶界附近會(huì)產(chǎn)生一種空位和間隙原子相間排列的鏈狀缺陷，通過這種缺陷，1個(gè)點(diǎn)缺陷能有效地傳遞很長(zhǎng)一段距離而與其他缺陷復(fù)合，所以晶界能充當(dāng)有效的點(diǎn)缺陷陷阱。

然而，目前對(duì)納米晶材料的輻照效應(yīng)研究仍處于起步階段，研究的材料種類和結(jié)構(gòu)類型都十分有限，目前還無較為系統(tǒng)的、統(tǒng)一的理論，且許多研究結(jié)論相互之間存在很大差異。如輻照后納米晶或超細(xì)晶Cu［5］、Ni－W［6］、Pd／ZrO2［13］表現(xiàn)出晶粒長(zhǎng)大，而納米晶Ni晶粒長(zhǎng)大［6］和細(xì)化［9－10］兩種情況都有。Nita等［10］對(duì)大塑性變形納米晶Cu－0.5Al2O3質(zhì)子輻照（590MeV，0.91dpa）研究，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)同樣輻照條件下電沉積納米晶Ni出現(xiàn)晶粒細(xì)化的現(xiàn)象。Kaoumi等［16］提出熱峰模型來解釋輻照引起的晶粒長(zhǎng)大，認(rèn)為輻照下，晶界附近的熱峰可在其曲率提供的驅(qū)動(dòng)力下通過原子的跨晶界跳躍而使晶界移動(dòng)，從而導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大。Nita等［10］認(rèn)為晶粒長(zhǎng)大是由于輻照強(qiáng)化了晶界的可動(dòng)性或熱峰期間級(jí)聯(lián)碰撞體積內(nèi)的擴(kuò)散；而晶粒細(xì)化是由于輻照缺陷遷移到晶界，形成晶胞結(jié)構(gòu)最終導(dǎo)致小晶粒的形成，或大于晶粒尺寸的級(jí)聯(lián)碰撞形成了穿過晶粒的層錯(cuò)，從而將晶粒分裂成了更小的個(gè)體。

鋁的熱中子截面及活化截面較小、導(dǎo)熱性能好、價(jià)廉易得、耐輻照且易加工，使鋁及其合金在核反應(yīng)堆內(nèi)有較為廣泛的應(yīng)用［17］，同時(shí)，由于鋁具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)，常用來模擬面心立方結(jié)構(gòu)材料的輻照損傷過程。然而，納米晶Al的中子輻照效應(yīng)還未見報(bào)道。本文利用自懸浮定向流技術(shù)和真空熱壓技術(shù)制得納米晶Al塊體，并對(duì)其進(jìn)行注量為1.9×1012～7.2× 1014cm－2的快中子（E＞1MeV）輻照，研究不同注量的快中子輻照對(duì)納米晶Al塊體的微觀結(jié)構(gòu)和顯微硬度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 納米晶Al的制備

以純度為99.99%、直徑為1mm的金屬鋁絲為原料，采用自懸浮定向流技術(shù)制備納米Al粉末［18］。在Ar保護(hù)氣氛下，將1.5g的納米Al粉末裝入內(nèi)徑為15mm的硬質(zhì)合金模具內(nèi)，然后將磨具移入ZM－18－10Y型真空熱壓塊體制備設(shè)備上進(jìn)行熱壓處理，壓室內(nèi)真空保持在1.5×10－3Pa以下。熱壓溫度TP為450℃，熱壓壓力p為555MPa，熱壓時(shí)間t為60min。

1.2 快中子輻照實(shí)驗(yàn)

快中子輻照實(shí)驗(yàn)在快中子反應(yīng)堆上進(jìn)行。輻照環(huán)境溫度為室溫，中子平均能量E＞1MeV，快中子的注量率為5×1012cm－2· s－1，1～5號(hào)樣品的輻照注量分別為0、1.9× 1012、8.5×1012、8.0×1013、7.2×1014cm－2，不確定度＜10%。樣品輻照注量及編號(hào)列于1。

表1 樣品輻照注量及編號(hào)Table 1 Irradiation fluence and number of sample

1.3 樣品測(cè)試與表征

利用Philips X’Pert PRO型X射線衍射儀，測(cè)定樣品的XRD衍射譜線。采用步進(jìn)掃描方式，步長(zhǎng)0.01°，每步停留0.3s，掃描范圍35°～100°，測(cè)角儀精度0.000 1°。通過Williams－Hall方法［9］（式（1））分析樣品的晶粒尺寸和微觀應(yīng)變。采用Si標(biāo)樣的XRD譜線扣除儀器增寬。

其中：FW（S）為樣品因素引起的譜線增寬；θ為衍射角；K為常數(shù)；λ為入射X射線波長(zhǎng)；d為平均晶粒尺寸；ε為微觀應(yīng)變。

通過擬合各譜線的（111）、（200）、（220）、（311）、（222）衍射峰得出各自W－H曲線（FW（S）cosθ－sinθ曲線），根據(jù)W－H曲線的y軸截距和斜率求出平均晶粒尺寸d和微觀應(yīng)變?chǔ)拧?/p>

用阿基米德方法，以無水乙醇為介質(zhì)測(cè)量熱壓后塊體的密度。通過FEI Sirion 200型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）進(jìn)行塊體樣品斷口的微觀形貌觀測(cè)和微區(qū)成分的能譜分析（EDS）。用MVD－1000D1型維氏硬度計(jì)進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，測(cè)試中負(fù)載時(shí)間為15s，測(cè)試載荷0.5kg，每個(gè)樣品的顯微硬度均取5個(gè)點(diǎn)計(jì)算平均值。

圖1 納米Al顆粒的TEM（a）和納米晶Al塊體的SEM（b）與EDS（c）圖Fig.1 Images of nanocrystalline Al grain TEM（a），and SEM（b）and EDS（c）of nanocrystalline Al bulk

2 結(jié)果與討論

2.1 原始樣品表征

圖1a為通過自懸浮定向流技術(shù)制得的納米Al顆粒的TEM圖?？煽闯觯{米Al顆粒為明顯的核殼結(jié)構(gòu)。已有研究［19］表明，由于納米純Al顆?；钚詷O高，氣相法制備的納米Al顆粒極易生成一層2～8nm厚的非晶氧化層，其連續(xù)地包覆在納米Al顆粒表面形成核殼結(jié)構(gòu)，阻止顆粒進(jìn)一步氧化，并在熱處理過程中阻礙晶粒長(zhǎng)大，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并影響塊體的力學(xué)性能。圖1b和c為真空熱壓納米Al粉末制得的納米晶Al塊體的SEM和EDS圖。從圖1b中可看出，顆粒之間結(jié)合較為緊密，但仍可分辨出顆粒形狀，表明熱壓過程中并未發(fā)生劇烈的晶粒長(zhǎng)大。從圖1c中可看出，除極少量

的O外，粉末及塊體制備過程中未引入其他EDS可分辨的雜質(zhì)元素。

2.2 快中子輻照對(duì)納米晶Al微觀結(jié)構(gòu)的影響

表2列出了各樣品輻照前后的密度?？煽闯?，輻照后各樣品的密度相比輻照前僅表現(xiàn)出0.28%～0.48%的變化（誤差范圍內(nèi)），這表明本實(shí)驗(yàn)所用注量范圍的快中子輻照并未引起納米晶Al塊體的體積膨脹（即密度減小）。

表2 各樣品輻照前后的密度Table 2 Densities of samples before and after fast neutron irradiation

圖2 各樣品輻照前后的XRD圖譜（a）及XRD圖譜的（111）衍射峰（b）Fig.2 XRD patterns（a）and（111）patterns（b）of samples before and after fast neutron irradiation

中子輻照下，金屬原子與中子發(fā)生（n，α）和（n，p）反應(yīng)生成He和H等嬗變?cè)?。He不溶于絕大多數(shù)金屬且在金屬中可動(dòng)性十分有限，產(chǎn)生的He不斷積累并與空位強(qiáng)烈結(jié)合，形成氦泡。氦泡成核長(zhǎng)大甚至可形成孔洞等缺陷。氦泡和孔洞的形成會(huì)導(dǎo)致材料體積膨脹、密度降低。氦泡在晶界處成核長(zhǎng)大會(huì)使材料產(chǎn)生脆化現(xiàn)象，在晶粒內(nèi)其會(huì)阻礙位錯(cuò)移動(dòng)使材料發(fā)生硬化現(xiàn)象［17］。從表2可看出，輻照前后各納米晶Al塊體的密度幾乎無變化，可見本實(shí)驗(yàn)的輻照條件下He泡的影響并不明顯。這可能由兩個(gè)因素造成：1）嬗變He的產(chǎn)量取決于（n，α）反應(yīng)截面和中子輻照注量，本實(shí)驗(yàn)所采用的中子平均能量E＞1MeV，屬于快中子，Al與這個(gè)能量范圍內(nèi)的中子反應(yīng)截面極小，且本實(shí)驗(yàn)所采用的快中子注量不高，所以嬗變He的產(chǎn)量不大，難以造成明顯的體積膨脹現(xiàn)象；2）晶界有效地充當(dāng)了He的陷阱，大量實(shí)驗(yàn)和理論研究［20－22］均表明晶界能吸附He原子，He泡密度和尺寸與晶界結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，晶界對(duì)附近He的吸附導(dǎo)致晶粒內(nèi)He密度降低，又由于納米晶材料擁有大量的晶界，He原子分布廣而密度低，所以He泡難以成核長(zhǎng)大，造成體積膨脹。

輻照前后樣品的XRD圖譜如圖2a所示?？煽闯觯椪涨昂蟾鳂悠返牡腦RD圖譜上均未出現(xiàn)雜質(zhì)相的衍射峰，表明快中子輻照并未引起納米晶Al的XRD可分辨的物相變化。根據(jù)各樣品各衍射峰的位置，用Bragg公式（2dsinθ＝nλ）計(jì)算出的輻照前后各樣品的晶面間距與晶格參數(shù)基本一致，表明快中子輻照并未引起納米晶Al的晶面間距和晶格參數(shù)的明顯改變。但輻照后樣品的衍射峰相比輻照前表現(xiàn)出窄化現(xiàn)象。圖2b為各樣品輻照前后XRD圖譜的（111）衍射峰，可看出，1號(hào)樣品（未輻照）前后測(cè)得的（111）衍射峰幾乎無變化，而其余樣品輻照后（111）衍射峰均表現(xiàn)出相對(duì)明顯的窄化現(xiàn)象。Mohamed［5］和Sharma等［9］在對(duì)Cu和Ni的輻照實(shí)驗(yàn)中也觀察到了類似的現(xiàn)象，其認(rèn)為這是由于輻照引起了納米晶Al塊體的晶粒尺寸或微觀應(yīng)變的變化。

根據(jù)各樣品的XRD圖譜，通過Williams－Hall方法［9］得到的各樣品的W－H曲線如圖3所示。從各樣品的W－H曲線可看出，除1號(hào)樣品（未輻照）外，其余各樣品輻照后的W－H曲線的y軸截距均小于輻照前，這表明輻照后這些樣品的平均晶粒尺寸均大于輻照前。各樣品輻照前后的W－H曲線的斜率基本無變化，表明快中子輻照并未引起納米晶Al微觀應(yīng)變的明顯變化。

圖3 快中子輻照前后各樣品的W－H曲線Fig.3 W－H plots of samples before and after fast neutron irradiation

圖4 快中子輻照前后各樣品的平均晶粒尺寸（a）及增長(zhǎng)率（b）Fig.4 Average grain sizes of samples before and after fast neutron irradiation（a）and corresponding increasing rate（b）

根據(jù)各樣品的W－H曲線計(jì)算出的平均晶粒尺寸如圖4所示?？煽闯?，本實(shí)驗(yàn)注量范圍的快中子輻照后，納米晶Al的平均晶粒尺寸發(fā)生了2.09%～9.09%的增長(zhǎng)。同時(shí)還可看出，隨快中子注量的增大，平均晶粒尺寸增長(zhǎng)率增大。

已有許多研究［5－6，10］報(bào)道了納米材料較對(duì)應(yīng)粗晶材料表現(xiàn)出更好的抗輻照性能，普遍認(rèn)為這是由于納米級(jí)晶粒結(jié)構(gòu)使納米材料擁有遠(yuǎn)多于粗晶材料的晶界和界面，這些晶界和界面充當(dāng)了輻照點(diǎn)缺陷的陷阱。因此，輻照下保持晶粒尺寸的穩(wěn)定性是納米材料持續(xù)保持耐輻照的關(guān)鍵?？熘凶尤肷涞讲牧蟽?nèi)，與原子核發(fā)生碰撞使其離位，若最初被撞離位的原子的能量遠(yuǎn)大于材料的離位閾能，其可與其他原子發(fā)生多次碰撞（級(jí)聯(lián)碰撞）。級(jí)聯(lián)碰撞最終形成芯部多空位、外圍多間隙原子的缺陷結(jié)構(gòu)，級(jí)聯(lián)碰撞后期原子的能量不足以造成離位，最終以振動(dòng)的形式傳遞給其他原子，造成局部微區(qū)溫度急升驟降（熱峰）。輻照下，大量的原子離位和熱峰可能會(huì)促進(jìn)晶界的可動(dòng)性，從而影響納米材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性［10］。輻照下，納米晶的Cu［5，10，23］、Ni［6］、Pd［24］、Au、Ce、Si［25］、Ta［26］、Zr－Fe［27］等均表現(xiàn)出晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象，且隨輻照注量的增大，晶粒長(zhǎng)大越明顯。普遍認(rèn)為，這與熱峰促進(jìn)了輻照缺陷和晶界的可動(dòng)性密切相關(guān)。Voegeli等［28］對(duì)納米晶Ni的離子輻照的分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)在晶界上的熱峰會(huì)同時(shí)促進(jìn)晶界兩側(cè)晶粒的長(zhǎng)大。Kaoumi等［16］提出了一個(gè)熱峰模型來解釋在較低輻照溫度范圍（小于0.15～0.2Tm，Tm為受輻照樣品的熔點(diǎn)）內(nèi)輻照引起的晶粒長(zhǎng)大。該模型認(rèn)為，發(fā)生在晶界上的熱峰會(huì)在晶界本身曲率的驅(qū)動(dòng)下使原子發(fā)生跨晶界的跳躍，從而使晶界移動(dòng)，造成晶粒的長(zhǎng)大。

2.3 快中子輻照對(duì)納米晶Al顯微硬度的影響

圖5為不同注量快中子輻照前后納米晶Al的顯微硬度?？煽闯觯?.9×1012～7.2× 1014cm－2注量范圍的快中子（E＞1MeV）輻照后，納米晶Al的顯微硬度表現(xiàn)出3.54%～4.37%的增長(zhǎng)。還可發(fā)現(xiàn)，除5號(hào)樣品外，其他樣品均表現(xiàn)出隨快中子輻照注量的增加，顯微硬度增長(zhǎng)率增大的規(guī)律。

圖5 快中子輻照前后各樣品的顯微硬度（a）及增長(zhǎng)率（b）Fig.5 Microhardnesses of samples before and after fast neutron irradiation（a）and corresponding increasing rate（b）

通常材料晶粒尺寸和強(qiáng)度及硬度之間符合Hall－Patch關(guān)系，即：

其中：σy、H分別為屈服強(qiáng)度、硬度；σ0、H0為常數(shù)。K＞0即正Hall－Patch關(guān)系；K＜0即反Hall－Patch關(guān)系。

文獻(xiàn)［29］表明，在本實(shí)驗(yàn)晶粒尺寸范圍（＞100nm）內(nèi)的納米晶Al的強(qiáng)度和硬度與晶粒尺寸之間仍服從正Hall－Patch關(guān)系。通過上述的分析可知，快中子輻照后，納米晶Al的平均晶粒尺寸增大。但輻照后納米晶Al的顯微硬度并未降低，而是表現(xiàn)出明顯的增大（圖6）。

以往的研究普遍認(rèn)為輻照硬化是輻照缺陷阻礙位錯(cuò)移動(dòng)和位錯(cuò)增殖的結(jié)果。雖然納米晶Al的變形斷裂機(jī)理還無較為統(tǒng)一的結(jié)論，但是室溫下，晶粒尺寸大于100nm的納米晶Al的變形仍主要受位錯(cuò)變形機(jī)理的控制［30］，所以輻照缺陷阻礙位錯(cuò)移動(dòng)和位錯(cuò)增殖仍是本實(shí)驗(yàn)納米晶Al輻照硬化的一個(gè)主要原因。因此，晶粒尺寸和輻照缺陷是影響輻照前后納米晶Al顯微硬度變化的兩個(gè)重要因素。輻照后，樣品內(nèi)部產(chǎn)生大量輻照缺陷，此時(shí)輻照缺陷對(duì)顯微硬度的影響遠(yuǎn)大于輻照前后晶粒尺寸變化對(duì)顯微硬度的影響，導(dǎo)致各樣品輻照后晶粒尺寸增大的同時(shí)，顯微硬度仍提高。同時(shí)，隨快中子注量的增大，輻照缺陷增多，顯微硬度隨之增大。5號(hào)樣品的顯微硬度增長(zhǎng)率較4號(hào)樣品略低，可能是因?yàn)檩椪蘸?號(hào)樣品較大的晶粒增長(zhǎng)（圖4）導(dǎo)致其顯微硬度相對(duì)降低的較多，從而制約了輻照后其顯微硬度的增長(zhǎng)。

圖6 輻照前后納米晶Al的晶粒尺寸和顯微硬度的變化Fig.6 Change of average grain size and microhardness of nanocrystalline Al before and after fast neutron irradiation

3 結(jié)論

本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，快中子輻照同時(shí)引起了納米晶Al的平均晶粒尺寸增大和顯微硬度提高。隨不同的快中子輻照注量，納米晶Al的平均晶粒尺寸和顯微硬度分別增大了2.09%～9.09%和3.54%～4.37%。納米晶Al的平均晶粒尺寸的增長(zhǎng)率隨快中子注量的增加而增大。輻照后，納米晶Al的密度、物相和微觀應(yīng)變并未發(fā)生明顯的變化。

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Effect of Fast Neutron Irradiation on Nanocrystalline Al

SONG Yan－h(huán)ong1，2，LUO Jiang－shan2，F(xiàn)AN Xiao－qiang3，XING Pi－feng2，YI Yong1，YANG Meng－sheng2，LI Kai2，LEI Hai－le2，＊
（1.Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties，Southwest University of Science and Technology，Mianyang621010，China；
2.Research Center of Laser Fusion，China Academy of Engineering Physics，Mianyang621900，China；
3.Institute of Nuclear Physics and Chemistry，China Academy of Engineering Physics，Mianyang621900，China）

Nanocrystalline Al bulks with an average grain size of about 120nm prepared by pressing Al nanopowders in vacuum were irradiated by fast neutron（E＞1MeV）with the fluence of 1.9×1012－7.2×1014cm－2.The effect of fast neutron irradiation on microstructure and microhardness of nanocrystalline Al was analyzed through XRD，SEM－EDS and microhardness test.The experiment results show that the average grain size increases and the microhardness becomes larger after fast neutron irradiation for nanocrystalline Al.The average grain size and microhardness of nanocrystalline Al after fast neutron irradiation increase 2.09%－9.09%and 3.54%－4.37%，respectively.The increasing rate of the average grain size increases with the fast neutron fluence.

TG146.21；TL341

A

1000－6931（2015）02－0354－08

10.7538／yzk.2015.49.02.0354

2014－06－20；

2014－11－09

宋言紅（1988—），男，四川自貢人，碩士研究生，從事納米晶金屬制備及其輻照效應(yīng)研究

＊通信作者：雷海樂，E－mail：hailelei＠caep.ac.cn