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Al/B4C复合材料(Al/B4CMMCs)因其具有良好的机械性能、导热性能和中子吸收能力等优点而被认为是未来主流的乏燃料干/湿贮存格架用中子吸收材料。本论文以Al-15%B4C、Al-25%B4C和Al-30%B4C(质量百分比)复合材料为研究对象,采用FIB、SEM、GIXRD、TEM(EDS、STEM、EELS、HRTEM 和 Element Mappings 等)技术对未辐照样品、经过400keV He+离子室温辐照样品、在100℃和5000ppm浓度的硼酸溶液加速腐蚀0～250h样品的微观组织结构进行观察、分析与表征,测试了 He+离子辐照样品和腐蚀样品的相关性质,对相应的实验现象与结果进行了分析与讨论。在常规金相抛光方法的基础上,本论文提出了采用聚焦Ga+离子束对Al/B4CMMCs表面进行抛光获得了粗糙度非常低的表面,能够在样品表面观察到清晰的B4C颗粒的轮廓与分布状态,并为后续微观组织分析、离子辐照和腐蚀提供了理想表面的样品。铝基体中的B4C颗粒的大小不均匀,尺寸从几百纳米到几微米。统计结果显示,Al-15%B4C、Al-25%B4C和Al-30%B4C三种材料中,面积在0～0.5μm2范围内的B4C颗粒占总颗粒数的比例分别约为64.29%,86.99%和76.86%。在微米尺度的B4C颗粒中观察到大量的平面位错包括孪晶和堆垛层错。基体铝晶粒尺寸从几十纳米到几百纳米不等,其内部分布着大量位错。HAADF-STEM的元素面扫描结果表明在铝基体中分布着几百纳米尺寸的含Cu、Cr、Fe、Si等元素的呈椭圆几何形状的合金析出相颗粒。EELS技术进行的B元素面扫描结果证实基体中分布的多边形纳米尺度颗粒为B4C颗粒。B4C相的(021)晶面和Al相(111)晶面以平行几何关系生长,晶格失配约为1.68%。氦离子辐照导致了 B4C颗粒部分非晶化,且随着辐照剂量的增加,其非晶化量也逐渐增多;而铝晶体经过氦离子辐照后依然保持晶体结构,未发生明显非晶化。B4C和Al相的衍射峰强度也随离子剂量增加而逐渐降低,B4C和Al相的晶格常数均增大,辐照引起了B4C和Al基体发生晶体肿胀。入射的氦原子迁移、聚集和生长,在铝晶粒和B4C颗粒中均形成了氦气泡带。而氦原子更容易在晶界和相界处聚集,形成的氦泡尺寸比晶粒内部的氦泡尺寸大。随着腐蚀时间的增加,腐蚀溶液的pH值逐渐升高。样品表面形成的微空隙,包括碳化硼颗粒之间的空隙,碳化硼和铝基体界面缝隙,碳化硼颗粒和铝基体开裂,碳化硼颗粒腐蚀后剥落形成的微孔、铝基体中的点蚀坑以及He+离子在样品表面形成的辐照损伤为样品腐蚀提供的通道。He+离子辐照降低了 Al/B4C复合材料抗腐蚀的能力。在相同腐蚀条件下,经He+离子辐照的样品比相应的未辐照样品形成的腐蚀氧化层更厚,腐蚀增重也越显著。同时,随着B4C含量的增加,对于辐照与未辐照样品,Al/B4C复合材料抗腐蚀能力都是下降的。在腐蚀试样表面形成了纳米线状腐蚀产物,其尺寸与含量随着腐蚀时间和氦离子辐照剂量的增加而增大。