中子吸收材料Fe-TbFeO_3-DyFeO_3的制备及性能研究

采用粉末冶金工艺制备了Fe-TbFeO_3-DyFeO_3块体材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对球磨粉末和烧结块体进行了微观组织分析,测试了块体材料的热物理性能、耐腐蚀性能和离子辐照性能。实验结果表明,通过球磨可获得混合均匀的Fe-Tb_4O_7-Dy_2O_3纳米尺寸颗粒的混合粉末。高温下Tb_4O_7转变成Tb_2O_3,烧结块体中的Tb_2O_3和Dy_2O_3的含量随烧结温度升高而降低,在1 200℃烧结24h可获得Fe-TbFeO_3-DyFeO_3块体材料。Fe-TbFeO_3-DyFeO_3块体材料具有高的热导率和低的热膨胀系数,腐蚀性能较差。在400~600℃辐照至25dpa,随辐照温度升高辐照肿胀率逐渐降低,400℃辐照肿胀率最大为0.5%。     

有机发光二极管中ADN掺杂ErQ的1.54μm电致发光

自行设计了基于8-羟基喹啉铒(ErQ)为发射层(EMLs)和二硝酰胺铵(ADN)为蓝光主体材料的近红外有机发光二级管.器件的基本结构为(p-Si/NPB/EML/Bphen/Bphen:Cs2CO3/Sm/Au),设计并比较了三套不同发射层结构(ErQ/ADN为双层结构器件,(ErQ/ADN)×3为多层结构器件,ErQ:ADN为掺杂结构器件)的器件.三组器件在一定的偏压下,均可发出1.54μm的光,对应三价铒离子4I13/2→4I15/2的跃迁.其中,ADN:ErQ(1∶1)掺杂结构的近红外电致发光强度是ADN/ErQ双层结构中的三倍.此外,不同掺杂浓度的ADN:ErQ复合膜做了以下表征:吸收谱、光致发光谱和荧光寿命谱.实验结果证实了在近红外电致发光过程中存在从ADN主体分子到ErQ发射分子的高效率的能量转移.     

W-Ni-Fe系机械合金化过程中的相变及热力学和动力学研究

W,Ni,Fe粉末按照91.16W6.56Ni2.28Fe的成分配比进行机械合金化(MA)。用XRD确定物相,用TEM(JEM-2000CX型)观察微观形貌和显微结构。并对机械合金化粉末的物相、颗粒尺寸、晶格畸变作了分析讨论。MA可以使W-Ni-Fe系形成纳米晶超饱和固溶体和非晶。参照Miedema半经验理论模型,计算了该合金系的相变驱动力,热力学分析指出该合金系不存在发生非晶化反应的化学驱动力。应用固态反应模型解释了MA过程非晶形成的热力学可能性,在MA过程中,非晶的形成并不绝对要求体系ΔHmix<<0和DB>>DA     

机械合金化制备非晶机制研究

简述了机械合金化(MA)制备非晶的特征。在概述机械合金化合成非晶原理的基础上,着重分析了ΔHm ix 0和ΔHm ix≈0两种条件下非晶形成的机制。结果表明,机械合金化过程中,合金组元的混合焓并不是非晶形成的决定因素,当|ΔHm ix|≈0时,其相变的驱动力来源于球磨供给的机械功。基于Desré和Yavari提出的机械合金化非晶形成动力学理论,计算得出A l-Pb合金系(A l-2.25wt%Pb)的非晶晶化的临界非晶层厚度值约为4nm。     

高能球磨制备Tb_4O_7-TiO_2纳米复合粉末的研究

通过高能球磨技术制备了Tb_4O_7-18Ti O_2(质量分数,%)纳米尺度复合粉末。采用激光粒度测试仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的微观形貌组织、颗粒与晶粒大小以及晶格畸变量等进行了研究与表征。结果表明,混合粉末经过高能球磨后其颗粒与晶粒尺寸均达到了纳米级,组织均匀。Tb_4O_7相的X射线衍射峰随球磨时间的增加逐渐宽化且向大角度偏移;Ti O_2相衍射峰强度逐渐降低,在球磨4 h后消失。随球磨时间的增加,颗粒和晶粒的平均尺寸减小,球磨初期减小很快,球磨后期减小缓慢,最后趋于一个稳定值。96 h球磨后颗粒和晶粒的平均尺寸分别为200和95 nm,晶格畸变量达到1.35%。同时探讨了TiO_2相固溶和纳米晶形成原因以及微观组织演变的机制。     

纳米硅对掺铒氧化硅电致发光的增强作用

用磁控溅射法在n+-Si衬底上淀积掺铒的富硅氧化硅(SiO2∶Si∶Er)薄膜,并制备了Au/SiO2∶Si∶Er/n+-Si发光二极管,观测到这种发光二极管的1.54μm电致发光强度是在掺铒二氧化硅薄膜上以同样方法制备的Au/SiO2∶Er/n+-Si发光二极管的8倍.在n+-Si衬底上淀积了纳米(SiO2∶Er/Si/SiO2∶Er)三明治结构,其硅层厚度以0.2 nm为间隔从1.0nm变化到4.0nm.在室温下观察到了Au/纳米(SiO2∶Er/Si/SiO2∶Er)/n+-Si发光二极管的电致发光,其电致发光谱可分解成峰位和半高宽都固定的3个高斯峰,峰位分别为0.757eV(1.64μm)、0.806eV(1.54μm)和0.860eV(1.44μm),半高宽分别为0.052、0.045和0.055eV,其中1.54μm峰来源于Er3+发光.当硅层厚度为1.6nm时,3个峰的强度都达到最大,分别是没有硅层的Au/SiO2∶Er/n+-Si发光二极管相应3个峰的22、7.9和6.7倍.     

用于双离子束注入器的杂质消除系统

研制了一套用于双离子束注入器的杂质消除系统，该系统由两台速度选择器、1台单透镜和1台双孔选束光阑组成，可实现不同荷质比的两种离子束在同时传输过程中消除杂质离子。该技术已用于1台H⁺₂和He⁺两种离子束同时传输的50 keV双离子束注入器，实现了1台加速器同时产生、传输两种离子束，并同轴注入靶内，离子束纯度好于99.9%。     

预处理工艺对电镀制备的Cr涂层Zr-4合金的微结构和结合强度的影响

采用电镀技术在锆合金基体上成功制备出了优异微结构和高结合强度的Cr涂层。分析了不同预处理工艺制备的涂层表面和涂层与基体界面的微结构特征,并利用划痕法测试了涂层与基体的结合强度。结果表明:预处理工艺显著影响涂层粒径尺寸和界面微结构,采用活化处理和预镀镍可以获得平均粒径为0.52μm的致密Cr涂层。活化处理使Cr/Zr界面产生实质性的微观结合,尽管预镀镍层改善了界面微结构,但依然存在少许纳米尺度的微观缺陷。热处理使Ni和Zr原子相互扩散形成Ni_xZr_y金属间化合物的冶金结合的同时,最终消除了界面处的纳米级微观缺陷(如空洞、气泡、杂质与微裂纹等),从而制备出了具有Cr/Ni/Ni_xZr_y/Zr多层结构的Cr涂层Zr-4合金。Cr涂层与Ni层以晶格匹配的方式结合,Ni_xZr_y为多层结构,从Ni层到Zr-4基体依次为Ni_5Zr、Ni_7Zr_2、Ni_3Zr、Ni_(10)Zr_7、NiZr和NiZr_2相层。活化处理大幅度提升涂层与基体间的结合强度,界面结合强度由未活化的1.9 N提高到活化后的48.2 N,预镀镍进一步提高到75.8 N;而热处理形成的Ni_xZr_y为硬度较高的多层金属间化合物层,使结合强度略有降低。     

SA508 Gr.3 Cl.1钢的疲劳和高温拉伸性能

测试和分析SA508Gr.3Cl.1钢在20~600℃范围内的拉伸性能与室温下的疲劳性能。结果表明:SA508Gr.3Cl.1钢由上贝氏体和碳化物组成,晶粒度为8.0级。钢基体中分布着粗系、moy级别为1.0级的D类球状氧化物,约占钢基体的0.0325%(体积分数)。钢基体中分布着大量平行与缠结的位错,除了大量碳化物颗粒外,还分布着底心正交晶体结构的Al6(Fe,Mn)析出相。钢的屈服强度、抗拉强度随温度的升高而降低,伸长率保持在20.2%~29.1%范围内,断面收缩率在20~300℃之间相对稳定,约为70%;而在300℃后明显升高,600℃的相应值达到90.2%。拉伸导致了钢基体的显微硬度升高,但其增加值随温度的升高而降低,600℃时为225HV。XRD分析表明拉伸并没有导致钢发生明显的相变。拉伸性能满足大型先进压水堆AP1000等堆内构件的性能要求。疲劳实验表明,在室温下钢的疲劳极限σ-1=268.64MPa,J_(ΙC)=331.2kJ/m~2,KIC=269.07MPa·m~(1/2)。