随着我国核能事业的快速发展,新一代反应堆中极端的服役工况对其结构材料提出了更高的要求。高熵合金相较于传统金属材料,具有高强度、抗辐照、耐腐蚀等优异的综合性能,有望被应用于反应堆结构材料。随着高熵合金与其抗辐照机理研究的不断深入,碳间隙固溶型高熵合金逐渐受到广泛关注,为高熵合金的设计研发提供了新的思路与方向。但是碳间隙固溶型高熵合金在高温、辐照环境下的稳定性亟待探究,间隙碳原子与辐照缺陷的相互作用机理尚未明确。基于此,本文以碳间隙固溶的Fe Mn Ni Al Cr高熵合金为研究对象,围绕碳含量、辐照剂量和辐照温度三个关键参数展开研究,主要研究内容与结论如下:碳间隙固溶型高熵合金的制备与辐照实验前的表征分析:通过真空悬浮熔炼平台,制备了不同碳掺杂含量的Fe Mn Ni Al Cr高熵合金,并通过多种实验方法表征了材料的微观形貌,测试了材料的宏观力学与耐腐蚀性能。研究结果表明,随着碳含量的升高,合金的晶粒尺寸略微下降,所有合金样品基体均为面心立方的单相结构,且晶格常数随碳含量升高而增大;随碳含量升高合金的强度明显提升,但合金的耐腐蚀性能随碳含量的升高呈现出腐蚀倾向下降、腐蚀速率上升的趋势。离子辐照实验设计与含碳高熵合金的辐照效应分析:利用Xe离子辐照,对各碳含量的高熵合金开展常温、300℃、以及500℃的辐照实验。所有样品在辐照后均保持单相FCC结构;通过纳米压痕与原子力显微镜研究发现,与不含碳的样品相比,含碳高熵合金的辐照硬化量和肿胀程度显著降低;其中,含碳的合金表现出更低的辐照硬化率和辐照肿胀率;其中含1.0%碳样品的硬化率和肿胀率约为不含碳的三分之一。含碳高熵合金辐照后的耐腐蚀性能下降程度明显低于不含碳合金;表明间隙碳在高熵合金可以中起到减缓合金辐照性能退化的作用。辐照后高熵合金的微观辐照缺陷表征与机理讨论:利用聚焦离子束（FIB）制备了辐照后合金的透射电镜样品,观察并统计各样品辐照区域的辐照损伤,并基于多种理论深入探讨碳原子与辐照缺陷的作用机理。结果表明,合金内产生的缺陷主要为b=1/3＜111＞的不全位错环。常温辐照下含1.0%碳样品平均位错环尺寸约为不含碳的一半;高温辐照下减小约20%;常温时碳可以充当位错环的形核位点,并且对位错环具有明显的钉扎作用,抑制其迁移与演化过程;高温时碳原子对位错环的钉扎效应减弱,但是由于碳促进了点缺陷的复合与湮灭,使得含碳高熵合金的辐照缺陷尺寸依然小于不含碳合金。本文研究发现碳间隙固溶型高熵合金具有优异的抗辐照性能,并通过多种测试阐明了间隙碳原子与辐照缺陷的具体作用机理,为碳间隙固溶型高熵合金作为反应堆结构材料的可行性进行了评估,为该类高熵合金的制备与辐照抗性提供了基础实验数据,具有重要的科学意义。