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本期新书推荐为您精选了 Materials 期刊特刊书“Experimental Simulation and Characterization of Radiation Damage in Materials (材料辐射损伤的实验模拟与表征)”中的 5 篇文章。本特刊书主题内容涵盖离子辐照研究和创新材料表征的最新知识，范围包括辐射损伤、离子辐照、辐照耐受性等话题。希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。

特刊书信息

Experimental Simulation and Characterization of Radiation Damage in Materials

Edited by Vladimir Krsjak

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01

Application of Positron Annihilation Spectroscopy in Accelerator-Based Irradiation Experiments

正电子湮没谱在加速器辐照实验中的应用

Vladimir Krsjak et al.

https://www.mdpi.com/1320878

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正电子湮没谱 (PAS) 被广泛认为是核材料所有类型辐射损伤研究中的一种强有力的表征技术。过去，反应堆压力容器 (RPV) 钢的裂变反应堆辐照是大多数研究的主要目标，而今天 PAS 在该领域的应用主要集中在先进结构材料中的离子注入实验。这些实验使用氢、氦、重离子及其组合来模拟未来核反应堆或核研究设施的各种辐射环境。在质子辐照或散裂中子源辐照实验中，所使用的离子能量谱范围从几十 keV 到几十甚至几百 MeV。离子能量、辐照温度和其他实验条件的多样性给研究人员带来了重大挑战，研究者往往无法成功地吸取研究中的经验教训。在本文中，作者回顾并补充了最近的 PAS 研究，这些研究使用正电子湮没光谱研究了在各种辐照条件下辐照的结构材料，总结了 PAS 在加速器辐照实验中应用的最重要结论和经验教训。

原文出自 Materials 期刊

Krsjak, V.; Degmova, J.; Noga, P.; Petriska, M.; Sojak, S.; Saro, M.; Neuhold, I.; Slugen, V. Application of Positron Annihilation Spectroscopy in Accelerator-Based Irradiation Experiments. Materials 2021, 14, 6238.

02

A Novel BCC-Structure Zr-Nb-Ti Medium-Entropy Alloys (MEAs) with Excellent Structure and Irradiation Resistance

具有优异结构和抗辐照性能的新型 BCC 结构 Zr-Nb-T 中熵合金 (MEAs)

Zhenqian Su et al.

https://www.mdpi.com/1843142

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中熵合金 (MEA) 具有优异的力学性能和抗辐照性能，是新兴先进核系统的潜在结构材料。本研究针对三种新型单相体心立方 (BCC) 结构 MEA (Zr₄₀Nb₃₅Ti₂₅、Zr₅₀Nb₃₅Ti₁₅ 和 Zr₆₀Nb₃₅Ti₅) 辐照前后的微观结构和力学性能进行了研究。结果表明，室温下断裂后的屈服强度和伸长率分别大于 900 MPa 和 10%。在 300 和 500 °C 的温度下，用 3 MeV Fe¹¹⁺ 离子辐照三个 MEA 至 8 × 10¹⁵ 和 2.5 × 10¹⁶ ions/cm²，以研究辐照引起的硬化和微观结构变化。与大多数常规合金相比，三种 MEA 在某些情况下仅表现出微不足道的辐照硬化甚至软化。辐照后令人惊讶的是，它们的晶格常数降低，并且微观结构包含小的位错环。没有观察到空洞或沉淀。这表明 MEA 比传统合金具有更好的抗辐照性，这可以归因于 MEA 的高熵和晶格畸变效应。

原文出自 Materials 期刊

Su, Z.; Quan, Z.; Shen, T.; Jin, P.; Li, J.; Hu, S.; Liu, D. A Novel BCC-Structure Zr-Nb-Ti Medium-Entropy Alloys (MEAs) with Excellent Structure and Irradiation Resistance. Materials 2022, 15, 6565.

03

Preliminary Study on the Simulation of a Radiation Damage Analysis of Biodegradable Polymers

生物降解聚合物辐射损伤分析模拟的初步研究

Ha-Eun Shim et al.

https://www.mdpi.com/1352584

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在这项研究中，研究者使用 Geant4 (G4EmStandardPhysics_option4) 进行损伤模拟，评估了可生物降解的聚 (L-丙交酯-co-ε-己内酯) (PLCL) 和聚 (L-邻-丙交酯) (PLDLA)，以预测这些可生物降解聚合物对伽马射线灭菌的安全性。在 PLCL 损伤模型中，断链和交联反应似乎都发生在 0–200 kGy 的辐射剂量范围内，但预计在 500 kGy 以上的高辐射剂量下，断链反应相对占主导地位。另一方面，PLDLA 损伤模型预测，在总辐射剂量 (25–500 kGy) 下，链断裂反应将占主导地位。为了验证模拟结果，通过 GPC (凝胶渗透色谱)、ATR-FTIR (衰减全反射傅里叶变换红外) 和 DSC (差示扫描量热法) 分析表征了辐照 PLCL 和 PLDLA 膜中的物理化学变化。辐射引起的分子量损伤的 Geant4 模拟曲线与实验获得的结果一致。这些结果表明，预模拟研究可用于预测最佳辐射剂量和确保材料安全，特别是用于辐射处理中植入的生物降解材料。

原文出自 Materials 期刊

Shim, H.-E.; Yeon, Y.-H.; Lim, D.-H.; Nam, Y.-R.; Park, J.-H.; Lee, N.-H.; Gwon, H.-J. Preliminary Study on the Simulation of a Radiation Damage Analysis of Biodegradable Polymers. Materials 2021, 14, 6777.

04

Lattice Defects and Exfoliation Efficiency of 6H-SiC via H₂⁺ Implantation at Elevated Temperature

高温下 H₂⁺ 注入 6H-SiC 的晶格缺陷和剥离效率

Tao Wang et al.

https://www.mdpi.com/925008

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碳化硅 (SiC) 是用于半导体工业和核电站的重要材料。注入 H 离子的 SiC 晶片可以在退火后在受损层内部裂开，以便于将薄 SiC 切片转移到处理晶片。这个过程被称为“离子切割”或“智能切割”。H 注入 SiC 退火前后的剥离效率和残余晶格缺陷值得研究。本文采用拉曼光谱和透射电子显微镜相结合的方法，研究了在 450 和 900 °C 下，以 5×10¹⁶ H₂⁺/cm² 的注量注入 H₂⁺ 的 6H-SiC 中的晶格损伤。通过拉曼光谱和透射电子显微镜在植入样品中观察到动态退火引起的不同程度的损伤。使用原子力显微镜和扫描白光干涉法观察样品表面形貌。在 450 °C 下植入的样品中观察到表面起泡和剥落，然后在 1100 °C 下退火 15 分钟，而在 900 °C 下未经进一步热处理的样品中出现表面起泡和脱落。这一发现可归因于高温植入期间血小板内压的增加。文中研究了剥离效率、位置和剥离后的粗糙度，并讨论了可能的原因。这项工作为进一步了解和改进高效“离子切割”技术提供了基础。

原文出自 Materials 期刊

Wang, T.; Yang, Z.; Li, B.; Xu, S.; Liao, Q.; Ge, F.; Zhang, T.; Li, J. Lattice Defects and Exfoliation Efficiency of 6H-SiC via H₂⁺ Implantation at Elevated Temperature. Materials 2020, 13, 5723.

05

Bubble Swelling in Ferritic/Martensitic Steels Exposed to Radiation Environment with High Production Rate of Helium

高氦生产率辐射环境下铁素体/马氏体钢的气泡膨胀

Stanislav Sojak et al.

https://www.mdpi.com/1133900

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还原活化铁素体/马氏体 (RAFM) 钢是裂变/聚变核应用的潜在结构材料，因为其抗辐射和膨胀性能优于奥氏体钢。在具有高氦生产率的辐射环境中，例如聚变或散裂应用中，由于空位和间隙型缺陷之间的复合受到抑制，这些材料会遭受不可忽略的膨胀。在这项工作中，研究了氦注入 Eurofer 97 钢中的膨胀情况，重点是氦/dpa 比率范围内的氦生产率。结果表明，在约 2×10⁻⁴ %/He-appm/dpa 的稳态溶胀之前，几乎没有溶胀潜伏期。观察到高于 5000 He-appm/dpa 的膨胀饱和，这归因于氦气泡成为吸收新空位和氦原子的主要槽。尽管辐射温度相对较低 (65 ± 5°C)，氦浓度相对较高，但透射电子显微镜 (TEM) 结果证实了铁素体/马氏体钢在高氦生产率辐射环境下的典型微观结构。

原文出自 Materials 期刊

Sojak, S.; Degmova, J.; Noga, P.; Krsjak, V.; Slugen, V.; Shen, T. Bubble Swelling in Ferritic/Martensitic Steels Exposed to Radiation Environment with High Production Rate of Helium. Materials 2021, 14, 2997.

   Materials 期刊介绍

主编：Maryam Tabrizian, McGill University, Canada

期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。

* Q1 (17/79) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"

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