报告题目：新型纳米结构抗辐照核材料的设计、制备和性能研究
报告人：任峰，武汉大学物理科学与技术学院，离子束功能材料研究中心
时间：2019年4月10日(星期三)上午9：00
地点：材料馆A323
报告人简介:
任峰教授，博士生导师，2015年获国家自然科学基金委优秀青年基金项目，2014年获教育部新世纪人才计划项目。曾赴美国Lawrence Berkeley国家实验室环境能源科学部博士后研究，美国Los Alamos国家实验室材料科学与技术部离子束材料实验室客座研究员。
主要从事核技术在能源材料领域应用研究。发表SCI论文150余篇，其中以第一作者或通讯作者在Physical Review Letters，Applied Physics Letters，Journal of MaterialChemistry A等期刊上发表SCI论文58篇，其中IF>3论文31篇，SCI他引2000余次，H因子25。近五年来在Acta Materialia，ACS Appl. Mater. Interfaces，J.Mater. Chem. A，Nanoscale，Nuclear Fusion，Appl.Phys. Lett.，J. Nuclear Materials等期刊上发表SCI论文32篇（其中IF>3论文16篇），在国际著名核物理系列学术会议上做邀请和大会报告9次，获湖北省自然科学奖一等奖1项（排名第三）。主持国家自然科学基金5项，湖北省自然科学基金重点项目1项、面上1项等多个项目。
报告摘要:
先进核反应堆对材料的抗辐照性能提出了非常高的要求，特别是氦的控制是一大难题。本工作提出了利用纳米多层膜界面、纳米孔道和纳米空洞等设计方案来控制氦泡的形成和生长，同时进行了材料的离子辐照评价。用磁控溅射制备了周期厚度分别为6、12、18、24 nm的Cu/W纳米多层膜，并且对Cu/W多层膜进行不同能量的离子辐照（40 keV He+、6.4MeV Xe23+和200 MeV Xe20+）。系列的研究表明，在离子能量从40 keV到200MeV的辐照下，较小周期厚度的纳米多层膜具有更优越的抗辐照性能。
使用钨作为面向等离子体材料也带来了其他独特的挑战。设计一种新颖的具有纳米孔道结构的纳米钨薄膜，与块材钨相比，在抑制纳米丝形成以及抗热冲击性能上显示出优越的性能。分子动力学模拟计算同样也阐明了氦原子从纳米孔道结构的释放机制。
在ZrO2/Al2O3多层膜的生长过程中，通过调控沉积条件，有意的在其中一种材料中引入少量的尺寸为1 nm的空洞，纳米空洞均位于Al2O3层内。He+离子辐照后，与不含空洞的YSZ/Al2O3多层膜相比，其在微观结构和力学性能的均有异常的变化。实验结果表明，多层膜由于纳米空洞的存在，导致辐照过程中引入的氦原子在空洞处聚集，形成较大的氦泡；氦泡导致的多层膜的界面混乱，以及氦泡作为新引入的界面，可以作为位错源，促进位错的移动，造成了辐照软化现象。
