燃料棒电子束环焊缝试样腐蚀后产生蓝色氧化膜环的机理

燃料棒电子束焊接试样腐蚀后,在近环焊缝区会出现蓝色氧化膜环现象。研究了蓝色环氧化膜的 微观结构和形貌,测量了表面膜厚度和成分。用常规腐蚀法、加速腐蚀法和离子注入法研究了蓝色氧化 膜环处的抗腐蚀性能。试验表明:近环焊缝区已形成蓝色环后并不影响该处锆合金在继续腐蚀时的抗 腐蚀性能,也不影响燃料棒整体的抗腐蚀性能。根据实验结果提出了蓝色氧化膜环的产生机理和消除措施,并在大规模生产中得到了验证。     

发光多孔硅的制备及其电化学成膜机制研究

研究了阳极氧化法制备多孔硅的工艺，表面形貌及电化学成膜机制。     

核燃料棒端塞用冷轧锆合金棒材横截面低倍组织异常现象的研究

针对锆合金棒材在皮尔格冷轧中出现的横截面芯部低倍组织异常现象，用光学金相、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、硬度法、密度法等手段对冷轧锆-4合金棒材芯部低倍组织异常现象的本质、产生原因以及对使用性能的影响等进行了全面分析和研究。研究认为冷轧锆-4合金棒材横截面芯部出现的低倍组织异常现象并不是存在缺陷的表现，而是轧制载荷使芯部产生了不利于耐酸浸蚀的织构造成的；这种异常现象的存在不会威胁到其在反应堆中的安全性，在反应堆环境下可安全使用。     

草酸溶液中铝池壳的阳极氧化技术

清华大学核能研究院屏蔽实验反应堆池壳用A0纯铝制成，并于1964年对池壳进行了全部阳极氧化处理。至2001年，反应堆运行了37年，池壳表面仍然有一层发亮的氧化膜，与国内外同类型的未经阳极氧化处理的反应堆相比较，说明氧化膜极好地保护了池壳。该反应堆池壳容积大于50m^3。表面积达100m^2，把这样大的铝制设备在完全安装完毕后进行全部表面阳极氧化处理，在处理工艺上是很困难的。本文阐明了解决这些问题的方法。对A0纯铝在草酸中的阳极氧化做了许多实验，获得了A0纯铝在3％(w／％)草酸中的阳极氧化的基本规律，并确定了最终的工艺参数。包括氧化电流密度，氧化时间和电解液的温度。在铝池壳的阳极氧化过程中解决了许多关键的工艺：如大型工件阳极氧化工艺、氧化机制、性能；分层处理与薄膜密封技术；电源的选择；电解液的循环冷却；氧化膜的质量检测等。     

Zr-Nb合金的微弧阳极氧化表面改性

利用微弧氧化技术，以NaOH为电解液，对Zr-Nb合金进行表面处理，以改善其抗溶液腐蚀性能。利用SEM观察到Zr-Nb合金微弧氧化膜厚约8μm，膜层为一连续整体，厚度均匀，与基体结合牢固。X射线衍射分析表明，微弧氧化膜主要由四方和单斜相的二氧化锆组成。通过电化学极化曲线测量，对Zr-Nb合金微弧氧化膜的抗腐蚀性能进行了评价，结果表明，氧化膜抗腐蚀性能比基体提高显著。     

Nb离子注入对Zr-4合金耐蚀性能的影响

为了研究Nb离子注入对Zr-4合金电化学腐蚀性能的影响,对Zr-4合金试样表面进行不同剂量的Nb离子注入并测定其在1NH2SO4水溶液中的极化曲线,然后使用扫描电子显微镜(SEM)对极化实验后的试样表面形貌进行了观察。结果表明,Nb离子注入能够改善Zr-4合金的耐腐蚀性能,而且改善的程度与注入离子的剂量有关。同时使用X射线光电子能谱分析(XPS)对试样的表层成分和价态进行了分析,发现在注量为5×1016ion/cm2和1×1017ion/cm2的条件下,Nb和Zr在试样表层以Nb2O5和ZrO2的形式存在;而在注量为2×1017ion/cm2的条件下,则以Nb2O5,NbO和ZrO2的形式存在。     

Zr－4合金的微弧氧化研究

利用微弧氧化技术，以NaOH为电解液，对Zr-4合金进行微弧表面处理，以改善抗腐蚀性能和耐磨损性能。通过电化学极化曲线测量、往复式摩擦磨损实验对Zr-4合金的抗腐蚀性能、耐磨损性能进行测试和评价。研究结果表明上述性能与基体相比有显著提高。利用SEM观察Zr-4合金微弧氧化膜厚约60μm，氧化膜分为疏松层和致密层两部分，致密层约占总厚度的1／4，与基体结合紧密。XRD分析表明微弧氧化膜由四方相和单斜相二氧化锆组成。     

载银抗菌功能膜的制备和研究

介绍了1种制备新型载银抗菌功能膜的方法。首先制备阳极氧化初级膜，然后通过特殊的着色工艺把银添加到氧化膜中，最终获得了金黄色和棕色的抗菌膜。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为实验菌种，采取体外实验的方法，测试了试样的抗菌效果。通过实验发现，新制备的抗菌膜和在空气中存放24个月的抗菌膜，都具有良好的抗菌效果，而且所制备的抗菌膜具有好的颜色稳定性。对抗菌膜进行了扫描电镜、X射线光电子谱和俄歇电子谱的研究与分析，发现抗菌膜中存在多种以银元素的化合物。通过1个对比实验，计算了抗菌膜中的银量和银离子在不同介质中的释放速度。研究表明，这种工艺制备的抗菌膜具有可靠和高效的抗菌效果。     

钼离子注入对锆-4合金耐腐蚀性的影响

观察钼离子注入对锆-4合金在硫酸水溶液中耐腐蚀性的影响。使用MEVVA(Metalvaporvacuumarc)源对锆-4合金表面注入1×1016—1×1017cm-2剂量的钼离子,用X射线光电子能谱(XPS)分析其表面元素价态;用三次极化扫描评价其在1mol·L–1硫酸水溶液中的耐腐蚀性;并对三次极化后的样品进行扫描电镜(SEM)观察。实验表明,当钼离子注入剂量小于5×1016cm-2时,注入样品的耐腐蚀性显著增强。当钼离子注入剂量为1×1017cm-2时,注入样品的耐腐蚀性反而比未注入时差。讨论了钼离子注入锆-4合金后耐腐蚀性改变的原因。     

纳米复合材料——石墨层间化合物(GICs)的结构分析

本文调研了纳米复合材料——GICs(石墨层间化合物)结构的主要研究方法、原理及模型,并介绍了在GICs结构研究中用到的现代分析手段。