基于小冲杆试验技术评估充氢锆合金材料的拉伸性能

锆合金由于具有良好的机械性能、耐腐蚀性能等而被用作反应堆内燃料元件的包壳材料。然而,Zr-4已不能满足核电技术在更高燃耗条件下的使用要求,因此,通过调控合金成分开发新型锆合金具有重要意义。本研究对Zr-4以及其他两种新型锆合金材料在室温、315℃条件下进行常规拉伸试验,结合计算结果分析了成分差异造成的沉淀相改变,提出了析出强化机制对于锆合金性能提升的重要意义。首次利用小冲杆试验对锆合金原样的力学性能进行测试,该工作确定了常规拉伸试验与小冲杆试验结果之间的经验公式中与锆合金材料本身相关的系数数值,验证了小冲杆试验用于锆合金拉伸性能评估的可行性。利用气相渗氢法在400℃对Zr-4以及其他两种新型锆合金进行充氢处理,并利用小冲杆试验对锆合金充氢试样的力学性能进行测试。结果显示,充氢锆合金在载荷-位移曲线的塑性失稳阶段出现“平台区”特殊现象。本论文对该现象进行探究,用金相分析表征了氢化物的形貌特征并对其含量进行了定量估算,推测氢化物与基体断裂韧性上的差异、氢化物相特殊的长链构型以及强取向性与这一现象有着重要关联。     

核能系统压力容器辐照脆化机制及其影响因素

核反应堆压力容器作为核电站不可更换的关键性设备,其设备完整性对核电站的安全运行起着至关重要的作用.在辐照条件下,反应堆压力容器钢中会形成一系列微结构缺陷,包括溶质沉淀、基体损伤和脆性元素的晶界偏聚等,导致材料的韧脆性转变温度升高,产生辐照脆化效应.而压力容器钢的成分和辐照条件决定了各种微结构对辐照脆化的贡献大小.本文主要针对核能系统压力容器辐照脆化机制及其影响因素进行了综述,总结讨论了这些微结构的形成机制及溶质元素、辐照通量和辐照后退火对这些微结构和材料机械性能的影响,并指出了存在的问题和未来的研究方向.     

利用化学气相沉积法在SiO2小球基底上制备纳米碳管的研究

利用匀胶机将经过超声混合的二氧化硅小球的酒精溶液旋涂在洗净的硅片上,获得了具有曲面的纳米碳管生长基底.利用以二茂铁和二甲苯作为反应前驱体的化学气相沉积法在该基底上实现了碳管在二氧化硅与硅之间的选择性生长,并在不同的沉积温度条件下,可以分别获得球状和束状碳管产物.通过扫描电镜观察分析经过退火处理的原始基底的表面形貌,讨论了碳管产物与反应温度之间的关系.     

氧化钇掺杂铁薄膜的制备及热稳定行为

为研究氧化钇掺杂强化在薄膜中的应用,通过双靶磁控共溅射方法,制备了氧化钇弥散铁薄膜,利用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和纳米压痕仪表征其结构、成分、形貌和纳米硬度.采用真空封管退火技术对薄膜进行热退火处理.实验结果表明,成功制备的铁基薄膜钇、氧元素弥散程度较好,在500℃真空退火处理后,铁薄膜的纳米硬度显著提高;随着氧化钇掺杂量的增多,纳米硬度增长率提高.该真空热处理方法为改善氧化物弥散强化合金的力学性能提供了借鉴.     

各向同性石墨结构与工艺条件的关系

对比研究国外石墨IG-11、NBG-18和国产石墨HSM-SC的各向同性度、气孔直径、气孔形貌和微晶状态,探讨其结构差异.研究发现,国外石墨在各向同性度的控制上优于国产石墨;采用细颗粒配料方式下焦颗粒平均直径对石墨内部气孔直径的大小影响较大;在相同工艺条件下,采用细颗粒配料方式的石墨力学性能更好;细颗粒各向同性石墨质量与改进混捏均匀性有重要联系;利用X射线衍射谱中石墨(002)衍射峰的半高宽可以定性评价石墨化程度.探讨了国外各向同性石墨制备工艺中值得借鉴的地方.     

Xe~+离子辐照诱导国产T91及316Ti钢微结构变化研究

对国产T91及316Ti钢进行室温下200keV的Xe~+离子辐照,使用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等检测方法研究不同损伤剂量下辐照对材料相的稳定性和微观结构变化的影响。研究结果表明:T91钢辐照后未发生明显相变,而316Ti发生了γ(FCC)→α(BCC)的马氏体相变,且随辐照损伤剂量的增加,α相含量增加,相变的主要驱动力为辐照离子在辐照层的聚集从而产生的剪切应力;T91钢中的M_(23)C_6颗粒随辐照损伤剂量的增加,非晶化越来越明显,主要是由于辐照粒子的轰击削弱了M_(23)C_6颗粒晶格的稳定性,晶格塌陷成为非晶状态;316Ti钢在较低辐照损伤剂量(4.6dpa)下出现黑斑结构,而在高辐照损伤剂量(37.1dpa)下黑斑结构进一步聚集形成位错环。     

揭开陶瓷的神秘面纱

陶瓷，是源远流长的华夏文明的起点。无论是淡雅如贵的青花，还是绚丽的粉彩， 陶瓷散发着东方的气息流传至今。陶土经500至600度的火焰烧成陶器，实用纯朴，充满男性的阳刚之气。瓷土经1200至1300度的窑火烧成瓷，漂亮飘逸，透露出女性的阴柔之美。 陶与瓷的结合，精与神的交融，穿越千年仍熠熠生辉。 还是香奈儿的精致之美，抑或是雷达的澎湃豪气，都将陶瓷的魅力发挥到极致。     

先进快堆外套管材料铁素体/马氏体钢研究进展

介绍了快堆外套管材料的使用要求以及国内外快堆外套管材料的选用情况,论述了快堆中中子辐照对铁素体/马氏体钢的微观结构和力学性能的影响,并介绍了国产快堆外套管材料铁索体/马氏体钢的研发计划.铁索体/马氏体钢具有优异的抗辐照肿胀性能,T92钢作为第三代铁索体/马氏体钢同时具有良好的高温强度,被作为国产快堆外套管的首要候选材料...     

3D-Cf/SiC复合材料的弯曲强度及热膨胀性能分析

采用料浆浸渗和CVI工艺制备了含有ZrB₂陶瓷颗粒的3D-C_f/SiC复合材料,对其进行弯曲强度和线热膨胀系数测试,通过扫描电镜观察复合材料的表面及断口形貌。结果表明,3D-C_f/SiC复合材料的弯曲强度为107.99 MPa,满足一般热防护材料的使用要求;其线热膨胀系数随温度变化的规律是由于碳纤维和SiC陶瓷基体之间线热膨胀系数的不匹配及热残余应力造成的。     

氦离子辐照下金属钯薄膜的微观行为研究

采用电子束蒸发镀膜技术,在Si(100)面基底上沉积金属钯薄膜,并采用台阶仪和透射电子显微镜(TEM)对薄膜的厚度和结构进行表征.选取不同能量、不同剂量的氦离子束对钯薄膜进行注入实验,注入后,用X射线衍射分析(XRD)分析薄膜的微观行为.实验结果显示,在固定注入能量时,随着注入剂量的增加,钯薄膜的晶格发生膨胀,膨胀与注入造成的离位钯原子以及氦-空位复合物在晶格中的存在有关.原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)的测试结果表明,由于溅射作用,薄膜表面变得略为平坦.