可控核聚变能是未来无限的、清洁的、安全的新能源。应用在核反应堆中的材料,会经受严酷的中子辐照而失效。由于中子辐照实验存在一定的危险性,因此研究员们通常采用载能离子辐照和电子辐照的方式模拟中子辐照过程中材料内部微观结构的变化。大量研究表明,低活化铁素体/氏体钢和氧化物弥散强化合金具有优越的抗辐照性能,并且研究表明,提高材料的晶界或自由界面的密度可提高材料的抗辐照性能。本文采用离子加速器和1250kV的超高压电子辐照对细晶处理后的低活化马氏体钢和具有高密度自由界面的氧化物弥散强化合金的辐照效应进行了研究,并对氧化物弥散强化合金的焊接行为进行了相关的研究。所获得的成果如下：对细晶的低活化马氏体(China Low-activation Martensitic,简称CLAM)钢进行了离子辐照和电子辐照实验。实验结果表明,室温离子辐照下,晶界密度高的CLAM钢中产生的缺陷密度和辐照硬化程度均低于晶界密度低的CLAM钢。这是由于晶界可丁有作为辐照诱导产生缺陷的有效“陷阱”,使缺陷在晶界处复合,从而提高了细晶CLAM钢的抗辐照性。甩带法获得的细晶CLAM钢在离子辐照过程中,由于热峰效应的影响导致材料内部的纳米晶晶粒迅速熔化再凝固形成马氏体,并且辐照损伤层产生了压应力,基体内部产生了拉应力。电子辐照结果表明,细晶CLAM钢在电子辐照的作用下产生了析出物。采用搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,简称FSW)的方法成功地对以A12O3为弥散强化相的Cu合金(下文简称ODS-Cu合金)进行了焊接,由于焊接过程中搅拌力和热循环作用造成的晶粒大小的差异使焊核区出现了特殊的“L”线形貌,并且焊接接头的硬度成“V”型分布,即搅拌区的硬度值最低,这是由于该区发生动态再结晶所致。对ODS-Cu合金进行了室温Au离子辐照,同时对纯Cu进行了相同条件的辐照以对比高密度自由界面对材料抗辐照性的影响。实验结果表明,由于纳米氧化物粒子与基体界面的作用使ODS-Cu合金中产生位错环的数密度比纯Cu低,并且ODS-Cu合金的辐照硬化率也比纯Cu的低。同时发现,ODS-Cu中残留的氧元素在离子辐照作用下与基体相互作用,使部分基体被氧化。对以Y203为弥散强化的钢(下文简称ODS钢)进行了FSW焊接。FSW焊后热影响区的晶粒变化最小,只发生了轻微的长大,搅拌区发生了动态再结晶,前进侧热力影响区表现出明显的塑性流动特征,而后退侧则没有。对纳米氧化物粒子在不同区域中的变化进行了细致地统计发现,热影响区中纳米氧化物粒子的变化最小,尺寸有轻微的长大,但数密度没有发生变化,而在其他区域则发生了尺寸增大和数密度降低的现象,在前进侧热影响区尤为严重。这是由于流动的金属不同层间相互摩擦堆积,增加了纳米氧化物颗粒之间的相互碰撞,使纳米氧化物颗粒团聚造成的。进一步对ODS钢的母材和焊缝区进行了高温Au离子辐照实验,实验结果表明,母材区和热影响区都产生了空洞,由于热影响区中大的晶粒尺寸和低的位错密度,该区域产生的空洞数密度最大,造成的辐照硬化率也最高。搅拌区由于具有高密度的晶界和位错,使空洞难以在该区域形成,但是由于高温辐照作用的影响,使得位错在一程度上得以回复,造成该区域辐照后硬度降低。