Proton irradiation damage and free surface annihilation mechanisms in micro-nano hierarchical porous copper for space environments
Year: 2025
Type: article
Abstract: 多孔金属因其具有低密度，高比强度和高比表面积等优点，广泛应用于航空航天领域，本文针对空间高能质子辐照对航天器材料的损伤问题，研究了具有微-纳两级多孔结构铜材料的辐照行为与机制。通过脱合金制备出具备连续韧带网络结构的多孔铜，在此基础上开展140 keV质子辐照实验，并结合分子动力学模拟分析辐照损伤机制。显微结构观察表明，在1×10¹⁷ ion/cm²辐照剂量下，韧带近表面区域出现非晶层与缺陷带，缺陷带内部存在空位团簇和层错四面体等典型辐照损伤。分子动力学模拟进一步揭示，自由表面作为有效缺陷汇可显著吸收点缺陷，但其对间隙原子的偏置吸收机制抑制了空位-间隙对复合，促使空位团聚并形成位错网络，近表面应力场的不对称性驱动缺陷向表面迁移，本研究从结构和机理层面为抗辐照多孔金属材料的设计提供了理论支撑。
Source: Scientia Sinica Technologica
Authors: LongFei MO, Hao LI, ZhiFeng HUANG, LianMeng ZHANG, Fei CHEN
Language: English
Subfield: Materials Chemistry
Field: Materials Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4415850073