AlN/YAlO3复合陶瓷的抗热震性能

AlN陶瓷硬度高、脆性大,难以烧结致密,作为熔炼容器时会因高温变形或被温度变化引起热冲击破坏。将YAlO₃作为颗粒增强相加入AlN中,通过无压烧结方法制备AlN/YAlO₃复合陶瓷,研究不同温度下AlN/YAlO₃复合陶瓷的抗热震性能,分析热震前后AlN/YAlO₃复合陶瓷的物相结构、断口形貌和表面形貌,并阐明热震损伤机理。结果表明,在AlN陶瓷中加入YAlO₃能够促进AlN陶瓷的烧结,将致密度提升至98.37%,同时细化晶粒,提高AlN/YAlO₃复合陶瓷的抗弯强度和抗热震性能。在温度较高的热震试验中,当热震温度升高至600℃后,AlN/YAlO₃复合陶瓷的抗弯强度和残余强度保持率显著高于AlN陶瓷,表明添加YAlO₃能够有效提高AlN陶瓷的抗热震性能,这主要归因于微裂纹增韧及裂纹的偏折、分叉等机制的协同作用减缓了AlN/YAlO₃复合陶瓷抗弯强度的降低速度。此外,当热震温度达到1 000...     

热老化后相分离的相场法模拟

相场模拟目前已成为一种强有力的材料计算模拟工具,它可以模拟组织随时间的变化.本文用相场法模拟了Fe-Cr二元体系中相分离的组织演变过程.模拟结果表明,组织演变过程可以分为两个阶段.在开始阶段,形成富Cr和富Fe的相互连接结构,这种结构随模拟时间增长而粗化.第二阶段,富Cr和富Fe区完全分离,富Cr区长大.模拟结果与不锈钢热老化后的透射电镜有非常好的一致性.     

纯铜表面等离子渗钽层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能

目的 提高纯铜表面等离子渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能。方法 采用双辉等离子表面合金化技术在纯铜表面制备渗钽层。通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析渗钽层的微观形貌、元素分布和物相结构。利用纳米压入和表面划痕试验测量渗钽层的硬度和与基体的结合强度。通过摩擦磨损和电化学试验评价渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能。结果 使用双层辉光等离子表面合金化技术可以在纯铜表面制备出组织致密均匀、内部无孔隙的渗钽层,与基体结合良好,膜层厚度约为12μm且与基体存在3μm厚的互扩散过渡层。渗层物相主要为α-Ta,与基体的结合力为25.8 N,渗Ta处理后,试样表面纳米硬度从1.5GPa提高到7.0GPa。与纯铜基体相比,渗钽层的摩擦因数从1.15降低到0.82,比磨损率由基体的46.97×10^-5mm³/（N·m）降至渗钽层的22.91×10^-5mm³/（N·m）,耐磨性得到提高。纯铜基体主要表现出黏着磨损现象,而渗钽层则表现出轻微的磨粒磨损。渗钽试样在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位和极化电阻均显著提高,自腐...     

掺气坎后水流掺气浓度分布及掺气保护长度试验研究

在掺气减蚀研究中,掺气设施的掺气保护长度是检验掺气减蚀效果的重要指标,而水流掺气浓度及其分布将决定掺气保护长度。通过反弧段泄槽模型试验,研究了不同流量、不同挑坎高度时掺气浓度与掺气保护长度的变化规律。结果表明,掺气坎后水流掺气浓度沿程分布规律为先增大后减小,而在断面上的分布规律为由水流表面到水流底部逐渐减小;泄槽反弧段与泄槽直段及不同水深处掺气浓度的沿程衰减率不同;在其他条件不变时,掺气浓度与流量大小成反比,与挑坎高度成正比;掺气有效保护长度随流量增大而减小,随掺气坎高的增大而增大。     

热压烧结TaC陶瓷材料的力学性能和抗腐蚀性能

采用热压烧结工艺制备TaC陶瓷材料,研究了烧结温度对材料的组织结构和力学性能的影响规律。采用包覆法进行TaC陶瓷材料的抗熔融铈腐蚀试验,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀后的性能进行表征,揭示材料的腐蚀机理。结果表明:随烧结温度的升高,TaC陶瓷材料的致密度和力学性能都有不同程度的提升,当烧结温度达到2 100℃时,致密度达到了98.29%,力学性能也达到最佳。TaC陶瓷材料在1 400℃下抗熔融铈腐蚀试验中,随腐蚀时间的延长,腐蚀速率逐渐下降,在腐蚀时间为10 h时速率降至0.65μm/h。TaC陶瓷材料腐蚀后,物相没有变化,腐蚀机理由初始阶段的晶界腐蚀逐渐转变为晶粒腐蚀。     

挑流反弧段水流掺气浓度的试验研究

通过泄槽水力学模型试验,研究了溢洪道、泄洪洞等泄水建筑物挑流反弧段掺气浓度的沿程变化规律;分析反弧段掺气浓度分布与挑坎高度、挑流段反弧半径以及来流流量之间的关系,以期为优化掺气坎体型及掺气坎下游设施提供依据。试验结果表明,挑流反弧段水流表、中、底不同部位掺气浓度的沿程衰减率是不相同的;在试验范围内,挑流反弧段水流掺气浓度随掺气坎高和反弧半径的增大而增大,随流量的增加而减小。     

铸造奥氏体不锈钢的疲劳裂纹扩展

用紧凑拉伸试样研究了载荷比、单峰过载和两步高-低幅加载对Z3CN20-09M铸造奥氏体不锈钢疲劳裂纹扩展速率的影响.当应力强度因子范围相同时,疲劳裂纹扩展速率随载荷比的增大而增大.单峰过载使裂纹扩展速率先有短暂的增加后长距离的减速扩展,出现裂纹扩展迟滞现象.两步高-低幅加载时,若两步的最大载荷不同,第二步裂纹扩展也会出现迟滞现象.用两参数模型和Wheeler模型能够预测恒幅载荷和变幅载荷下的疲劳裂纹扩展行为.      

金属铌对碳化锆陶瓷物相、组织与力学性能的影响

碳化锆(ZrC)具有优异的抗辐照损伤和耐腐蚀等核用性能,是第四代核能系统最有应用前景的候选材料之一,但碳化锆熔点高和固相扩散系数低等本征特性导致其烧结困难、烧结温度高,因而限制其在核能系统中的广泛应用.本文采用金属铌作为添加相,利用其高烧结活性以及可与碳化锆形成固溶体特性,实现碳化锆陶瓷低温烧结致密化.结果表明:当Nb...     

核电主管道铸造不锈钢的热老化脆化

为了研究中国核电主管道铸造不锈钢Z3CN20-09M的热老化,在300、350和400℃下,对Z3CN20-09M进行了长达30000h的加速热老化实验.对不同热老化时间下的样品进行了冲击性能和铁素体纳米硬度测定.以夏比冲击功作为热老化脆化参量,利用拟合的方法得出该材料的热老化激活能为51.962kJ·mol-1.通过热老化因子P得出了用夏比冲击功表示的热老化脆化动力学公式.利用热老化激活能和热老化动力学公式预测了Z3CN20-09M在实际运行温度下服役40a内的夏比冲击功和铁素体显微硬度变化.预测结果表明在运行5a内是该材料韧性迅速下降的时期,随后的运行过程中下降过程趋缓.      

核电主管道热老化后失效评定曲线研究

本文对400℃热老化后Z3CN20-09M材料的高温拉伸性能和失效评定曲线进行了研究.对热老化不同时间的试样进行了330℃拉伸试验,用扫描电镜(SEM)对高温拉伸断口进行观察.采用联合型指数函数ExpAssoc对真应力应变数据进行了拟合,并将拟合结果用于计算失效评定曲线.结果表明,通过R6选择2方法得到的失效评定曲线随热老化时间而右移,说明未老化材料的失效评定曲线具有包络性和保守性.用未老化材料的失效评定曲线进行安全评定会得到较安全的结果.