Des chercheurs de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences ont obtenu de nouveaux résultats sur l'évolution de la nano-dureté et de la microstructure d'un revêtement nano-structuré de nitrure de titane-aluminium (TiAlN) sous irradiation. Les résultats ont été publiés dans Surface &Coatings Technology.

Les matériaux de revêtement de nitrures de métaux de transition, en particulier les revêtements de nitrure de titane (TiN), présentent une dureté élevée, une inertie chimique, une excellente résistance à l'usure et à la corrosion. Ces propriétés leur permettent de servir de revêtements protecteurs supérieurs sur les matériaux de structure des réacteurs nucléaires. Cependant, l'environnement de rayonnement extrême dans les réacteurs nucléaires peut modifier leurs propriétés et dégrader leurs performances. Ainsi, il est essentiel de mener des recherches sur la réponse aux rayonnements des matériaux de revêtement.

Les chercheurs de l'IMP ont étudié les changements radio-induits dans les propriétés des matériaux de revêtement à base de TiN. Ils ont sélectionné TiAlN comme matériau modèle d'isostructure pour étudier l'évolution de la nano-dureté et de la microstructure induites par l'irradiation, ainsi que la relation entre elles.

Dans l'expérience, les revêtements ont été déposés sur un substrat WFeNi via la méthode de placage ionique à l'arc cathodique, et la taille moyenne des grains des revêtements tels que déposés était d'environ 10 nm. Les expériences d'irradiation aux ions nitrure (N) des revêtements TiAlN obtenus ont été réalisées sur la plate-forme de recherche multidisciplinaire de 320 kV avec différentes températures et fluences.

Selon les chercheurs, il n'y a pas d'amorphisation ou de transformation de phase observée dans chacun des échantillons irradiés, même sous le niveau de dommage de 10 dpa à température ambiante et à des températures plus élevées, indiquant que le revêtement TiAlN préparé a une bonne résistance à l'irradiation.

De plus, ils ont observé des effets significatifs d'adoucissement radio-induit (RIS) dans tous les échantillons irradiés. Les effets RIS ont été amplifiés dans les échantillons irradiés à température ambiante par rapport aux échantillons irradiés à haute température. Les chercheurs ont observé un grand nombre de bulles de N dans tous les échantillons irradiés et ont découvert que les bulles de N situées le long des joints de grains devraient être responsables des effets RIS dans le revêtement TiAlN nanostructuré. + Explorer plus loin

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