梯度纳米结构材料可使具有不同特征尺寸的结构相互协调，同时表现出各特征尺寸所对应的多种作用机制，使材料的整体性能和使役行为得到优化和提高。近年来该领域的研究工作受到广泛关注，并展现出了广阔的应用前景。
最近，核装备与核工程学院赵彦云副教授（第一作者）与中科院合肥物质科学研究院刘少军研究员（通讯作者）、中国石油大学(华东)张伟华副教授（通讯作者）等人合作，报道了利用梯度纳米化技术提高聚变堆包层用中国抗中子辐照钢（CLAM）疲劳性能研究。研究人员通过表面机械滚压处理工艺，在CLAM钢表面制备了厚度约为85μm的梯度纳米层，并开展其室温及550℃下的低周疲劳性能测试。研究结果表明，表面梯度纳米化有效的提高了材料的表面强度，抑制了循环载荷下表面的应变局域化，将CLAM钢的疲劳性能提高了6~8倍。相关技术为进一步提高聚变堆包层的服役安全提供了参考方向。
上述相关研究成果发表在国际疲劳领域顶级期刊International Journal of Fatigue上，该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。
图1.梯度纳米结构中国抗中子辐照钢疲劳行为
文章连接：https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2022.107013
