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核能是解决当前能源危机的主要途径之一,具有清洁、反应可控以及燃料储量丰富等优势,但同时也面临核废料处理的难题。加速器驱动次临界系统(ADS)是目前国际上公认的核废料处理的最佳手段,但是ADS系统内部极端恶劣的环境(高温、高温度梯度、强辐照、液态金属腐蚀等)会导致材料的结构以及机械性能发生恶劣的变化,严重地影响着反应堆在运行过程中的安全性与服役寿命。因此,研究和选择具有良好的热机械稳定性、低的中子活化特性、优良的热力学性能,特别是抗辐照性能的材料作为ADS系统候选结构材料具有重要的工程实际意义。本论文首先以铬铁粉、铝铁粉和钛粉为原料,采用氧乙炔火焰喷涂-激光原位反应复合工艺在中国低活化马氏体(CLAM)钢表面制备了Al2O3-Ti O2复合陶瓷涂层。涂层表面整体平整、光滑、组织致密,基本没有凹坑、裂纹和孔隙等缺陷,同时与基体形成了良好的冶金结合;涂层具有较高的硬度,平均显微硬度值达0.21864.19HV。利用能量为200ke V氦离子对制备的Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层开展了辐照损伤行为研究。通过SRIM2013程序模拟计算得到氦离子在Al2O3-Ti O2复合陶瓷涂层中的射程为1.55μm。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪(Nano-indentation)、摩擦磨损试验设备、基体拉伸试验等多种手段综合评价了氦离子对Al2O3-Ti O2复合陶瓷涂层的辐照效应。当注入剂量为5×1017ions/cm2时,高分辨TEM照片观察到了Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层内部存在完全结晶区、不完全结晶区以及非晶区,且界面明显,涂层内的晶体缺陷有向界面处迁移、汇聚的趋势。通过XRD分析表明:氦离子辐照后,Al2O3-Ti O2复合陶瓷涂层材料表面的成分和相组成没有发生明显的改变;Al2O3-Ti O2复合陶瓷涂层的表面力学性能与辐照前有所不同,纳米压痕实验表明:随着氦离子辐照注量的增加,其表面硬度呈逐渐降低的趋势;在相同的载荷条件下,改变氦离子的辐照剂量,磨损量明显增加,但其磨损形貌变化不大;基体拉伸试验结果表明:Al2O3-Ti O2复合陶瓷涂层拉伸试样表面质量较高时,氦离子辐照对涂层/基体的界面结合性能影响甚微。