第十五届全国表面工程青年学术会议

核能是安全、清洁、高效的低碳能源，是实现“双碳”目标的战略选择。我国确立了“压水堆-快堆-聚变堆”三步走发展战略，并将核聚变纳入“十五五”能源体系规划。先进核能系统机械结构复杂，核心机械部件的摩擦学性能直接影响系统运行安全。因此核用固体润滑材料长效服役直接关系到核能系统的安全运行，属于关键材料“卡脖子”问题。高性能抗辐射纳米结构润滑材料（RRLMs）因其边界对缺陷的“钉扎”效应，在提高辐照耐受性方面具有巨大潜力。尽管近年来取得了一些进展，但在实现固体润滑材料的耐辐照性与润滑性一体化仍面临挑战。实验以MoS₂/YSZ多元复合体系为基础发展了新型抗辐照纳米晶/非晶复合薄膜。利用加速器高能离子模拟中子辐照，系统考察纳米晶/非晶相界与辐照损伤缺陷交互作用，总结纳米晶粒尺寸对薄膜辐照失效阈值抑制规律及提高薄膜宏观摩擦学性能的促进机理。研究发现硫化钼纳米晶体（NCs）/非晶双相结构在界面“缺陷陷阱”和刃型位错的协同作用下展现出高辐照抗性。即使在8 dpa的辐照损伤下，摩擦系数仍小于0.02，磨损率仅为2×10⁻¹⁶ m³/m N，将当前固体润滑薄膜耐辐照行为极限推向了新的高度。此外，基于分子动力学（MD）分析，还全面研究了影响二硫化钼固有辐照耐受性的其他因素，如碰撞角度和硫原子离位，以阐明二硫化钼的辐照损伤机制。建立界面结构、辐照通量、辐照缺陷及摩擦寿命之间的耦合关联性，为抗高剂量离子辐照的固体润滑薄膜结构设计理念提供理论依据。

MoS2纳米复合薄膜；核辐照，摩擦磨损