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金属玻璃具有长程无序、短程有序的亚稳态结构特征,具有很高的强度和抗腐蚀性能,同时表现出优良反射能力和抗辐照性能,也许可以作为聚变反应堆中面向等离子体的候选材料。本文选择能量为500keV的He2+离子,辐照剂量为2×1017、5×1017、1×1018和2×1018ions/cm2,辐照不同系列金属玻璃((Cu47Zr45Al8)98.5Y1.5、Zr64Cu17.8Ni10.7Al7.5、 C061.2B26.2Si7.8Ta4.8)并选择目前聚变堆中最有前途的面向等离子体材料金属W作为对比材料。寻找具有优异的耐辐照性能的金属玻璃系列。本文利用SRIM程序模拟离子辐照过程,计算得到He2+离子在Cu基、Zr基、Co基金属玻璃和金属W中的射程分别为1.19μm,1.20μm,1.12μm和0.76μm; DPA(每个点阵原子被击而发生离位的次数)分别为62.9、56.9、45.3和20.8;还计算了声子能损分布和空位分布等数据。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等设备分析了He2+离子辐照对金属玻璃相结构和微观结构的影响。研究结果表明:不同辐照剂量条件下三种金属玻璃都保持了非晶状态。辐照剂量为2×1018ions/cm2时Cu基和Zr基金属玻璃表面没有出现明显的损伤现象。Cu基金属玻璃在距离表面处约为1.35μm处出现明显的损伤层,Zr基金属玻璃有类似通道的损伤一直延伸到距离表面1.25μm处。TEM分析显示,He2+离子在Zr基金属玻璃的射程末端处聚集了大量氦泡。高分辨TEM照片观察到了氦泡连通合并的过程。而Co金属玻璃表面变粗糙并且出现明显的层离现象。三种金属玻璃的损伤层厚度分别与计算的离子射程相近。在剂量1×1018ions/cm2寸金属W表面就出现粗糙化、起皮、剥离等损伤现象,当剂量增大到2×1018ions/cm2时,起皮、剥落现象变得更为严重,甚至出现多层起皮、剥离。He2+离子束辐照金属玻璃,表面形貌演化呈现出离子轰击造成的的粗糙化过程和输运诱发的平滑化过程相互竞争的结果。He2+离子辐照后Cu基和Zr基金属玻璃的表面均方根粗糙度随剂量的增大出现先增大后减小的现象,Co基金属玻璃的表面均方根粗糙度随剂量增大而增大。在低剂量辐照条件下,Cu基和Co基金属玻璃保持了较好的反射率。本文实验所选的三种金属玻璃在低于其玻璃转化温度时抗He2+离子辐照能力好于金属W,其中Cu基和Zr基金属玻璃的抗He2+离子辅照能力好于Co基金属玻璃。