铁基奥氏体不锈钢304、316等由于良好的耐蚀性、塑韧性、焊接性和较好的抗辐照性能使之在超常规环境中（空间探测、加速器工程、核反应堆工程等）被广泛使用。长时间辐照环境下服役会导致结构材料出现硬化、脆化、蠕变、肿胀甚至断裂等系列辐照效应。宏观辐照效应与材料内部微观结构改变和微观缺陷的形成、演变直接相关。研究FeCrNi合金中微观缺陷形成和演化的物理机制，对于理解材料的宏观辐照性能，以及探索开发新型抗辐照损伤材料具有重要意义。　　本论文针对不同成份FeCrNi模型钢及316不锈钢辐照导致的微观结构变化，微观缺陷的形成、演变和热回复机制开展了系列研究。实验采用电子、重离子和He离子分别开展不同条件下的辐照。利用正电子湮没技术的多种实验手段，结合透射电子显微镜、XRD、硬度测量和热脱附谱分析等针对辐照导致的微观结构变化、微观缺陷和机械性能相互关系、合金材料中He原子迁移和脱附的微观机制进行分析和讨论。论文主要研究内容与结论如下:　　(1)系统分析了淬火/冷轧形变等工艺条件下FeCrNi合金中微观缺陷种类、浓度及演变过程。结果表明:高温淬火在模型钢中形成少量空位型缺陷，并随退火温度增加聚集形成大尺寸空位团然后逐步湮灭回复;673 K后空位型缺陷回复完毕。形变缺陷主要以位错型缺陷为主，研究中基于正电子的二态捕获模型，对形变导致的位错缺陷浓度进行了定量分析。　　(2)研究了微量Mo元素对材料微观缺陷演变及力学性质的影响。结果表明:少量掺杂的Mo元素容易与空位型缺陷相互作用，并改变空位缺陷处的元素分布，同时有效抑制空位缺陷的迁移和聚集长大过程。此外，微量Mo元素添加可有效增加合金硬度并改善材料的抗辐照硬化性能。　　(3)系统研究了不同辐照条件下微观缺陷的形成与演变机制。低剂量高能电子辐照主要形成少量的单空位和双空位缺陷。重离子辐照在低损伤剂量下可形成大量空位型缺陷，随着辐照剂量增加空位型缺陷浓度达到饱和，同时出现高密度的黑点缺陷，伴随辐照剂量进一步增加，黑点缺陷密度降低并聚集形成较大尺寸位错环。材料中的纳米级位错结构可吸引辐照缺陷并抑制辐照缺陷的形成。此外，针对辐照样品的等时退火研究发现:重离子辐照空位将在673 K退火过程完全恢复，而辐照导致的位错环则需要高于873 K的热处理温度。　　(4)研究了模型钢中He离子辐照效应及He与缺陷相互作用机制。研究发现:He离子辐照导致材料中形成大量空位型缺陷，同时He原子容易与辐照空位相复合形成HenVm复合体结构，从而导致空位型缺陷有效浓度明显下降;高温辐照(573 K)可促进模型钢中辐照空位的聚集长大。位错缺陷的存在可有效抑制辐照缺陷的形成，并加速He原子的扩散。　　(5)研究了Fe基材料中He脱附行为和He辐照缺陷的演变回复机制。结果表明:He辐照形成的自由空位在623K温度退火后发生回复;HenVm复合体将在823 K退火后逐渐分解，其释放出的空位型缺陷迅速回复，而释放出的He原予部分迁移到材料表面发生脱附，另一部分则聚集形成He bubble并稳定存在，直至1300 K左右的热处理温度下才发生破裂并脱附大量He原子。