离子注入碳对铀抗腐蚀性能影响的研究

利用离子注入技术分别用单能量和多能量叠加注入方式在铀表面注入碳形成表面改性层，并对改性层的形貌、注入元素的分布和相结构分别进行扫描电镜（SEM）、俄歇电子能谱（AES）及表面相结构衍射谱（XRD）分析，利用电化学极化法测试注入样品的抗腐蚀性能。结果表明：离子注入碳能够提高铀表面抗腐蚀的能力。     

低应变率下形变对亚共析U-Nb合金微观组织结构的影响

摘要对亚共析U-Nb合金进行了不同形变量和不同拉伸速率的静态拉伸实验，利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和透射电镜分析了形变前后亚共析U-Nb合金微观组织结构的变化。结果表明：在低应变率范围内（10^-5～10^-2/s），亚共析U-Nb合金在形变过程中，其变形表面出现浮凸，随着形变量的增加，浮凸台阶增多。内部的孪晶马氏体相互合并长大并发生择优取向为亚共析U-Nb合金变形初期的主要变形机制。     

等离子体喷涂Sn和ZrO2涂层／U-Nb合金摩擦副的摩擦性能

探讨了用等离子体喷涂方法制备改善与U-Nb合金之间摩擦性能的减摩层的可行性。比较了U-Nb合金在涂层表面滑动时Sn软涂层，Sn／ZrO2双涂层，ZrO2硬涂层和ZrO2中加入Sn的混合涂层的摩擦特性。结果表明，表层为Sn的单涂层和Sn／ZrO2双涂层的摩擦性能相近，Sn单涂层的摩擦系数最低。ZrO2硬涂层一直保持着较高的摩擦系数，在ZrO2中加入Sn后，涂层的摩擦系数没有得到有效改善。用等离子体喷涂方法制备的ZrO2硬涂层不适合作U-Nb合金的减摩层。切削是Sn、Sn／ZrO2、Sn ZrO2、ZrO2的涂层与U-Nb合金之间主要的摩擦机理。     

离子轰击镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响

研究了偏压镀、循环氩离子轰击镀和间歇式镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响．结果表明,3种离子轰击镀方法对铝镀层的组织产生强烈影响，且组织的致密程度与其防腐蚀性能呈现了较好的一致性．在-100V、-200V和-500V偏压条件下，镀层组织致密、防腐蚀性好；在-300V偏压下，镀层的致密性和防腐蚀性均差，未加偏压(0V)的次之；循环氩离子轰击镀和间歇式镀对提高镀层的致密性和防腐蚀性更为显著．离子轰击镀沉积的铝镀层均可不同程度地为铀提供好的保护效果．     

贫铀表面脉冲电镀镍层的腐蚀机理研究

利用扫描电镜、X射线能谱仪及电化学测试技术对贫铀表面脉冲电镀镍层的腐蚀机理进行了研究。结果表明：在含50μg／g Cl^-的KCl溶液中，首先，在铀表面镍镀层的孔隙处发生腐蚀并逐渐扩展到铀／镍界面；腐蚀产物在界面的积累导致镍镀层开裂；镍对铀是一种阴极性镀层，铀镍接触发生电偶腐蚀，镍对铀的保护作用基于镍镀层对腐蚀介质的物理屏障，提高镀层的致密性可改善镍镀层对铀基体的抗腐蚀能力。     

超高真空脉冲激光沉积Au、U单层膜及Au/U/Au复合膜研究

采用超高真空脉冲激光沉积（PLD）方法,在单晶Si基底表面制备了单层Au、单层U薄膜和Au/U/Au复合薄膜,应用SEM、白光干涉轮廓分析和AES分析,研究了靶基距、基片温度和激光能量对薄膜形貌、成分的影响。目前的实验结果显示,PLD所制备的Au、U薄膜表面有μm级以下粒径的液滴产生,在液滴较少位置,薄膜表面粗糙度R_a小于1 nm,在包含大液滴位置,R_a不超过15 nm。在相同沉积条件下,U薄膜表面液滴数量大于Au薄膜。优化单层薄膜沉积工艺后制备的Au/U/Au复合膜厚度约为195 nm,均方根粗糙度R_q在0.3～1.5 nm之间。AES分析显示,Au/U/Au复合膜中强化学活性的铀呈金属状态,复合膜中的氧含量低于5%（原子百分数）,表层Au薄膜对U薄膜起到了良好的防氧化作用。在沉积工艺中,通过减小激光功率、增大靶基距并适当升高基片温度,可减少液滴的数量及粒径。     

基片偏压与氩分压对铀表面铝镀层结构与界面特性的影响

采用磁控溅射离子镀技术在贫铀表面以不同基片偏压与不同氩分压制备铝镀层,利用扫描电镜分析了镀层的表面和界面形貌,利用俄歇电子能谱仪分析了界面元素分布,利用透射电镜分析了镀层的微观结构.结果表明:钠表面脉冲偏压所得锚镀层较直流偏压所得镀层致密,脉冲偏压在-500～-1000V范围内镀层的致密性较好.铀表面脉冲偏压铝镀层与铀基体之间界面结合紧密,且存在"伪扩散层";随着脉冲偏压的提高,"伪扩散层"增宽.铝镀层为柱状结构,降低工作氩分压,可以细化铝镀层的晶粒,提高镀层的致密性.     

时效处理对亚共析U-Nb合金显微组织的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究时效处理对亚共析U-Nb合金显微组织结构的影响.结果表明:在低于200℃温区时效,亚共析U-Nb合金的显微组织和相结构未发生变化,为α"弹性马氏体;在240℃时效,α"马氏体已部分分解为γ0相;在高温550℃时效时,马氏体沿奥氏体晶界网状分解为α γ双相组织.     

充氚不锈钢焊缝微观组织

用电子显微镜研究了不锈钢电子束、激光束焊缝试样在高温气相充氢氚后断裂的微观行为及显微组织,并用材料试验机测试了其断裂强度.结果表明;不锈钢焊缝试样充氢氚后断裂强度值略有下降,断口组织中出现了明显的氢脆断裂特征:氢脆撕裂岭、准解理断裂形态、沿晶断裂形态和氢致二次裂纹.TEM研究表明,气态氚有与晶界初生析出物交互作用形成氚蚀裂纹趋势;裂纹萌生在形变带和晶界处.     

存贮湿度对U-2%Nb合金力学性能的影响

研究了U-2％Nb合金在不同湿度及水浸环境中长期存放后,拉伸性能及表面成分的变化行为.结果表明:在10％湿度环境贮存5年的试样,其拉伸性能和同批未贮存试样性能相比没有发生明显的变化,试样拉伸断口具有韧性断裂特征.在100％湿度及水浸环境中存放的试样,试样拉伸强度有所下降,其中塑性下降尤为明显,试样拉伸断口具有明显的脆断特征.拉曼分析表明,存放在较干燥环境中的试样,表面主要成分是UO2,在100％湿度及水浸环境中存放的试样,表面的主要成分是U3O8及其它UO2+x氧化物.