本文關(guān)鍵詞：核輻射技術(shù)及其在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

核輻射技術(shù)及其在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

傅依備，許云書(shū)，黃 瑋，熊亮萍，高小鈴，熊 潔

（中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所，四川綿陽(yáng)，621900）

[摘要] 核輻射技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，利用輻射技術(shù)對(duì)無(wú)機(jī)材料、高分子材料進(jìn)行改性和加工已成為一支新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。綜述了輻射技術(shù)在材料的改性和加工領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展，并詳細(xì)介紹該單位在采用反應(yīng)堆輻照技術(shù)研制碳化硅（SiC）陶瓷纖維、輻射交聯(lián)法制備三元乙丙橡膠（EPDM）密封材料、輻射接枝合成偕胺肟型螯合樹(shù)脂等方面開(kāi)展的工作。

[關(guān)鍵詞] 核輻射技術(shù); 材料科學(xué); 碳化硅陶瓷纖維;三元乙丙橡膠;偕胺肟型螯合樹(shù)脂 [中圖分類(lèi)號(hào)] TL99 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1009-1742(2008)01-0012-11

保護(hù)。

1978年英國(guó)哈威爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了粒子注入法處理金屬表面的技術(shù)，即利用加速器或離子注入器將一種雜質(zhì)元素以高速注入到金屬材料的基體中。這種注入的帶電粒子，其能量一般為104～109 eV，它們能進(jìn)入材料表層約幾百至數(shù)千埃深處，，形成一個(gè)離子注入層。由于注入離子能量沉積，形成Frenkel 缺陷和次級(jí)效應(yīng)，發(fā)展成金屬原子排列擾亂，從而形成種種不平衡的組織狀態(tài)，最終導(dǎo)致金屬材料表面的物理和化學(xué)性能變化，使其具有抗腐蝕、耐磨損及其他（如催化、超導(dǎo)等）優(yōu)良性能。

與常規(guī)方法相比，離子注入工藝具有以下特點(diǎn)：

1）離子注入是一種向基體材料強(qiáng)行加入雜質(zhì)元素的過(guò)程，不受固溶體溶解度和熱力學(xué)平衡相圖的限制，且可常溫進(jìn)行，可以注入任何元素，得到常規(guī)方法很難得到的非晶態(tài)合金或亞穩(wěn)態(tài)合金，也可以將溶質(zhì)濃度提高到平衡固溶度以上。

非晶態(tài)合金因具有高的強(qiáng)度、硬度以及良好的韌性和抗腐蝕性能而受到重視。近年來(lái)發(fā)展了用離子注入法獲得非晶態(tài)合金的工藝。表1列舉了在注入濃度≥10 at%時(shí)，離子注入靶材后能獲得非晶態(tài)的部分材料。

1 前言

廣義地講核技術(shù)包括軍用和民用，后者又包含核能技術(shù)、同位素技術(shù)和輻射技術(shù)。核輻射技術(shù)是核工業(yè)領(lǐng)域的“輕工業(yè)”，它們有別于“重工業(yè)”的核能發(fā)電，具有投資小、見(jiàn)效快、效益高等特點(diǎn)，其應(yīng)用已深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域（如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、采礦等），并且愈來(lái)愈受到科學(xué)技術(shù)人員的 重視。

核輻射泛指電磁波輻射、貫穿輻射和帶電粒子輻射等。核輻射與物質(zhì)碰沖作用時(shí)發(fā)生質(zhì)量轉(zhuǎn)移，從而引發(fā)物理和化學(xué)反應(yīng)。這種效應(yīng)的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)形成了今天的輻射化學(xué)和輻射加工工藝學(xué)，并在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。著重對(duì)輻射技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2 輻射技術(shù)在材料改性方面的應(yīng)用

2.1 金屬材料的表面改性

金屬機(jī)械的腐蝕和磨損對(duì)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p傷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和金屬材料相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的30 %以上,1970年美國(guó)因金屬設(shè)備磨損造成200億美元的損失。為了減少這種損失，人們采用了各種技術(shù)對(duì)設(shè)備的表面進(jìn)行

[收稿日期] 2007-11-06

[基金項(xiàng)目] 中國(guó)工程物理研究院科學(xué)技術(shù)基金重大項(xiàng)目（200420502），國(guó)家自然科學(xué)基金NSAF基金（10576029）

[作者簡(jiǎn)介] 傅依備(1929-)，男，湖南岳陽(yáng)縣人，中國(guó)工程院院士，中國(guó)工程物理研究院研究員，博士生導(dǎo)師，核化學(xué)與化工專(zhuān)家

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