随着国际聚变堆项目的发展,核结构材料的辐照损伤研究受到了越来越广泛的关注。钒合金由于具有优异的低活化特性、良好的高温强度和抗中子辐照等性能,被认为是目前非常具有应用前景的聚变堆候选结构材料。研究钒合金辐照损伤的微观结构,对分析辐照引起的钒合金宏观力学性能的变化、理解钒合金辐照损伤的机理以及开发新型的钒合金材料都具有非常重要的意义。本文采用He离子在室温下对V-4Cr-4Ti和V-5Cr-5Ti合金进行辐照,通过透射电子显微镜对材料辐照后的微观结构如位错和氦泡等进行观察和表征,并利用会聚束电子衍射技术和电子能量损失谱技术对样品厚度进行测量。研究发现:利用会聚束电子衍射技术所测样品的消光距离与考虑了偏离矢量值的有效消光距离相匹配,而且通过建模分析可知,辐照过程中引入的He离子对消光距离不产生影响。CBED技术测量样品厚度具有更高的准确性;与CBED技术厚度测量结果相比,EELS技术测得的样品厚度偏大,可能与聚焦离子束制备透射电镜样品过程中引入的非晶层有关。对辐照前后的钒合金微观结构进行表征发现,辐照后钒合金样品中存在大量的氦泡和位错。两种钒合金中氦泡的尺寸和体密度均随辐照离位损伤的增加而增大;相同辐照条件下,V-5Cr-5Ti合金中氦泡尺寸和密度均小于V-4Cr-4Ti合金,表明V-5Cr-5Ti合金具有更好的抗辐照肿胀性能。氦泡可以被看做是一种强度较大的阻碍物,当位错与氦泡相遇时,位错将会绕过氦泡,符合Orowan机制。通过计算氦泡引起的硬度增量,并与纳米压痕实验测得的硬度增量值相对比,发现室温氦离子辐照导致钒合金发生硬化,主要归因于氦泡。