对核供热方式的探讨

本文根据热力学原理,对采用何种供热方式,选择何种堆型其核能利用率最佳这一问题进行分析。分析结果认为,采用模块式高温气冷堆实现核热电联供是核供热的最佳方式,与其它核供热方式相比,采用核热电联供不仅可以节约大量的核燃料,而且在其它方面也具有较大的优越性。     

非仿射纯反馈不确定系统预设性能鲁棒自适应控制

针对一类结构和参数及控制方向均未知的非仿射纯反馈非线性不确定系统,提出了一种保预设性能鲁棒自适应控制方案。首先引入性能函数和误差转换函数,通过误差转换将原始的输出误差存在性能约束的受限系统转换为等价的非受限系统;其次,基于中值定理将非仿射型系统转化为具有线性结构形式的时变系统,并同时利用自适应投影算法对有界时变参数进行辨识,参数辨识误差和外界干扰采用非线性阻技术项进行补偿;随后综合运用反演技术和Nussbaum函数设计控制器并进行稳定性分析。所设计的控制器不仅能够保证闭环系统所有信号有界且输出误差满足预设的瞬态及稳态性能要求;最后,仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性。     

ECAP+旋锻变形制备超细晶纯锆的低周疲劳行为研究

采用等径弯曲通道（ECAP）+旋锻（RS）复合变形技术制备了超细晶工业纯锆,通过轴向对称应变控制方法对超细晶纯锆的低周疲劳性能进行研究,讨论了超细晶纯锆的循环应力-应变响应及滞后回线,并分析了超细晶纯锆的软硬化特性、累积滞后规律并预测其疲劳寿命。结果表明：超细晶纯锆的循环软硬化特性依赖于外加总应变幅的大小,而且总应变幅大于1.0%时软化比达到峰值,循环软化特性最为显著。滞后回线面积随着总应变幅的增大而增大,当应变幅较小时出现“棘齿现象”。回归分析表明超细晶纯锆疲劳寿命满足Coffin-Manson经验关系式。     

HPT不同压力下纯钼组织性能及热稳定性研究

通过高压扭转实验,在350℃条件下将难熔金属纯钼粉末制备成相对密度达0.98以上的金属钼坯,利用多种检测手段分析了高压扭转过程中钼粉颗粒孔隙演变及致密强化规律。通过改变预压钼坯压力参数,探讨了压力对压扭钼坯微观结构和力学性能及其热稳定性的影响。结果表明：压力由2.0GPa增大到3.0GPa,压扭钼坯致密度提升显著,其内部亚晶尺寸细化,微观应变增加,试样整体显微硬度值随压力增大而升高,边缘处略有降低。随压力增大,DSC后组织未发生显著长大,热稳定性较好。     

席夫碱与硝酸铈复配物对1060纯铝的缓蚀作用

采用极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析,研究合成的3-吡啶-4-氨基-1,2,4-三唑-5-硫酮席夫碱及其复配物硝酸铈在质量分数为3.5%NaCl溶液中对1060纯铝的缓蚀作用。结果表明：在293 K时席夫碱可有效抑制纯铝在3.5%NaCl溶液中的腐蚀,当席夫碱浓度为0.4 g.L_-1时缓蚀率最高,可达76.0%。席夫碱为混合型缓蚀剂,其在1060纯铝表面的吸附符合Langmuir吸附模型,且同时存在物理吸附和化学吸附。0.2 g.L_-1席夫碱与0.03 g.L_-1硝酸铈复配缓蚀率可达88.2%,二者具有协同缓蚀作用。     

纯钼高压扭转过程中微纳尺度的力学性能演化

对工业烧结纯钼在室温下进行了压力为6 GPa,扭转圈数为1、2和5圈的高压扭转实验,借助纳米压痕测试技术对变形前后试样进行了力学性能表征,通过有限元模拟获得了不同变形程度试样的应力-应变曲线。结果表明：高压扭转对纯钼力学性能具有显著的强化作用,变形前后试样的纳米硬度和屈服强度分别从3.02 GPa和970 MPa升高至7.80 GPa和3370 MPa,分析认为细晶强化和位错强化是强度提升的主要因素。然而,高压扭转变形导致的位错增殖和残余应力升高使材料的弹性模量随应变量的增大而逐步降低。此外,基于有限元模拟所得的应力-应变曲线,建立了高压扭转过程中应力和等效应变之间的关系,讨论了大塑性变形过程中的硬化行为。     

高压扭转变形对纯W再结晶行为的影响

在较低温度条件下完成了难熔金属烧结纯W高压扭转实验,通过改变扭转圈数,利用EBSD、XRD、DSC等多种检测与计算方法分析了高压扭转变形纯W在后续加热过程中再结晶组织及行为的变化。结果表明:高压扭转变形后,纯钨组织的形变储存能增大,激活能降低,但变形后组织的再结晶温度仍处于高值。DSC测试后,原始烧结组织发生明显的晶粒长大情况,而由高压扭转法(HPT)变形产生的细晶钨再结晶组织仍较为细小,平均晶粒尺寸为4～6μm,且随着扭转圈数增大晶粒尺寸未发生明显变化,变形组织的热稳定性较好。     

ECAP+旋锻变形制备超细晶纯锆的高周疲劳行为

室温采用等通道变形和旋锻复合工艺制备超细晶工业纯锆。对比研究了超细晶和粗晶工业纯锆拉伸和疲劳性能,并运用SEM对疲劳断口形貌进行观察和分析。结果表明：超细晶工业纯锆的室温抗拉强度明显大于粗晶工业纯锆,延伸率有一定程度地降低。超细晶工业纯锆疲劳性能优于粗晶工业纯锆,其应力幅(σa)与疲劳寿命(Nf)满足σa=750Nf-0.06,疲劳极限σ-1为285 MPa,较粗晶工业纯锆提高了70%。断口分析显示,疲劳裂纹萌生于超细晶工业纯锆的表面,疲劳裂纹扩展区辉纹间距较粗晶工业纯锆细小,疲劳裂纹扩展更为缓慢。     

应变路径变化对纯镍组织和织构的影响

采用背散射电子衍射（EBSD）和X射线衍射（XRD）技术对比分析了两种应变方式（单向轧制和交叉轧制）对大变形量（厚度方向压下量90%）纯镍形变组织和织构以及随后热处理过程中组织和织构演变的影响。结果表明：单向与交叉轧制纯镍的形变微观组织均以层片状组织为主,但前者储存能高于后者;单向轧制纯镍的宏观织构是典型的铜型冷轧织构,而交叉轧制纯镍的主要织构组分是黄铜和旋转型黄铜织构,且前者的织构强度明显高于后者。对两种方式形变样品在不同温度下进行退火处理,发现单向轧制样品中形成了以立方织构为主的再结晶织构,且随着退火温度的升高,立方织构的强度逐渐增强;而交叉轧制样品则形成了弱的再结晶纤维织构,其强度远小于单向轧制样品的再结晶织构强度。另外,单向轧制样品在高温800°C保温处理后,出现了少量异常长大晶粒,这是由于取向相近的立方取向晶粒聚集形成团簇,使得微观取向分布不均匀造成的;而交叉轧制方式可以抑制热处理过程中的晶粒异常长大。     

冷轧工艺参数对商业纯钛力学性能和腐蚀性能的影响

在液氮温度和室温下对商业纯钛采用不同的压下量进行轧制,并进行真空退火处理。对试样进行单轴拉伸实验和硬度实验研究其力学性能,采用光学显微镜和扫描电子显微镜研究其微观组织和断口形貌,通过电化学实验研究其耐腐蚀性能。结果表明,冷轧可以显著提升商业纯钛的抗拉强度,变形量为90%时可由原始态的281. 4 MPa提升至848. 4 MPa;断裂伸长率由16. 0%降至4. 0%。同时在80%的变形量下,深冷轧制强度(794. 3 MPa)比室温轧制的抗拉强度(691. 8 MPa)更高。随着变形量的增加,断口形貌显示试样由韧性断裂向脆性断裂转变。退火后发生再结晶,硬度大幅度降低,深冷轧制相对室温冷轧的增强强化效果消失。在人工模拟体液中进行开路电位、极化曲线与电化学阻抗谱测试。结果表明,退火使腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,电荷转移极化电阻减小,退火后纯钛晶粒长大,耐腐蚀性降低。