7075铝合金的Fe^(11+)离子辐照损伤研究

7075铝合金因其优异的各项性能,作为结构部件,广泛应用于航天领域中。航天器空间环境中存在各种辐射粒子,这些粒子会对航天器材料产生不同程度的辐照损伤,对其可靠性构成了巨大的威胁,甚至会导致航天任务失败。通过选取不同剂量下3 MeV的Fe^(11+)离子辐照7075铝合金,采用XRD、AFM和纳米压痕等测试手段对7075铝合金的辐照损伤进行了研究,分析了辐照前后7075铝合金的微观组织、表面形貌和硬度的变化。结果显示,离子辐照后的7075铝合金未形成新的相,且结构保持完整,表明其具有一定的抗辐照性能。同时,观察表面发现了由级联碰撞演化及表面缺陷扩散导致的山峰状突起,且样品表面粗糙度和突起的分布密度随剂量增加呈先增加后减小的趋势。另外,纳米压痕测试表明,辐照后样品硬度增加,且随剂量增加,硬度逐渐趋于饱和,经分析可知,样品产生辐照硬化是由于辐照缺陷阻碍了位错的滑移导致。

SiC_(p)/Al复合材料的Fe^(11+)离子辐照实验研究

为了解辐照对航天电子元器件封装基板复合材料SiC_(p)/Al的影响,利用3 MeV Fe^(11+)束流进行了不同注量下的辐照实验。辐照完成后,利用X射线衍射(XRD)仪和纳米压痕仪对材料进行表征分析。XRD分析表明,Fe^(11+)离子入射后材料辐照层应力发生了变化。结合对应的理论模型,对铝基体的位错密度进行计算,发现辐照后铝基体的位错密度增加,SiC颗粒产生非晶化。纳米压痕测试表明,随着离子注量增加,材料辐照硬化程度增加。综上,辐照硬化可能是由于铝合金基体的应力变化导致产生局部高密度位错区,而这些区域阻碍了后续位错的运动,进而导致位错聚集,最终使得材料硬度增加。