近期，中国科学院上海应用物理研究所材料研究部在辐照/熔盐腐蚀耦合下碳化硅（SiC）材料服役行为研究取得重要进展。相关成果以“Synergistic damage behavior of He ion irradiation and molten salt corrosion in SiC at 750 oC”为题，发表于Journal of Advanced Ceramics期刊（IF=18.6），论文的第一作者是硕士研究生张建峰，通讯作者为李健健副研究员。

SiC材料是重要的熔盐堆候选结构材料，在服役中将面临高温、中子辐照和氟化盐腐蚀等多重极端环境，而其服役行为直接关乎反应堆的安全运行。本论文在之前的研究基础上（Corrosion Science 2020,163: 108229；Corrosion Science 2017,125: 194-197），利用离子辐照模拟熔盐堆中的辐照环境，重点研究了SiC材料在高温He离子辐照和熔盐腐蚀耦合作用下的损伤效应及其机理，结果表明辐照明显地促进了SiC在熔盐中的腐蚀：熔盐腐蚀导致的表面剥蚀深度随辐照剂量的增加而增加；另一方面，高温熔盐腐蚀也影响了SiC中辐照缺陷的演化：在腐蚀区的He泡/空洞的数密度降低同时尺寸增大。此外，值得关注的是熔盐中的Ni杂质在辐照促进腐蚀的过程中起着关键作用，结果显示它优先与辐照产生反位缺陷即同核Si-Si键发生反应从而促进了腐蚀；而此过程中Si元素的流失形成的空位反而促进了氦泡粗化。本研究结果可为评价SiC材料在熔盐堆工况下的服役性能提供有效数据和理论指导。

本项研究得到了国家自然科学基金、钍基核裂变能全国重点实验室的资助支持。（材料研究部 供稿）

相关文章链接：

https://doi.org/10.26599/JAC.2024.9220975

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108229

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2017.05.028