控制棒用Fe-Tb-Dy复合材料的研制

采用球磨-冷等静压-烧结工艺制备了Fe基Tb FeO_3-Dy FeO_3与Fe基Tb_2O_3-Dy_2O_3复合材料,且弥散相为纳米尺寸。分析了两种微观结构并测试了显微硬度、热膨胀系数与腐蚀性能等。结果表明:烧结气氛显著影响复合材料的物相,当烧结环境中存在微量氧时,得到以Tb FeO_3和Dy FeO_3为弥散相的铁基复合材料,当烧结环境中几乎不含氧时,得到以Tb_2O_3和Dy_2O_3为弥散相的铁基复合材料。Fe基Tb FeO_3-Dy FeO_3复合材料比Fe基Tb_2O_3-Dy_2O_3复合材料具有高的显微硬度、低的热膨胀系数和高的抗腐蚀性能,两种复合材料的显微硬度都随着烧结温度的增加而增加,热膨胀系数随测试温度的增加而增加,但在低温段(室温～700 K),热膨胀系数增加速率较快,而在高温段(700～1100 K),热膨胀系数增长放缓,逐渐趋于定值。两种复合材料在340℃、15.16 MPa去离子水中的腐蚀增量都随腐蚀时间的增加而增大,Fe~+辐照加速了复合材料表面腐蚀,且复合材料表面腐蚀产物主要为Fe_3O_4物相。     

分子动力学研究He对钨∑3{112}对称晶界拉伸性能的影响

使用分子动力学方法计算模拟了Σ3{112}晶界上含有不同大小和浓度He泡的钨晶体的拉伸性能。应用共近邻分析法和位错分析法分析了晶体屈服前的微观结构演化机理。结果表明:当晶界上无He泡或只含有小尺寸单He泡时,在拉伸屈服前都经历了弹性阶段和结构相变阶段;在结构相变阶段,晶格原子的相对位置发生了变化。拉伸过程中,小He泡造成的晶格损伤会自动恢复,对晶体屈服应力和屈服应变无显著影响,He泡的能量受周围晶格钨原子间距的影响。晶界上的大尺寸He泡造成晶格损伤无法恢复,并且He泡越大,晶格损伤越大,相应地屈服应变、屈服应力和弹性模量越小。晶界上高浓度的He泡易导致晶界脆化,使钨晶体在屈服后就开始断裂分离。     

Tb2TiO5-Dy2TiO5中子吸收材料的显微组织及性能

以Tb₄O₇粉、Dy₂O₃粉和TiO₂粉为原料,采用高能球磨、冷等静压和高温烧结工艺制备了Tb₂TiO₅-30%(质量分数)Dy₂TiO₅中子吸收材料,研究不同球磨时间(0~48 h)下混合粉体的微观结构,不同烧结温度(1 200~1 400℃)与时间(1~96 h)下烧结块体材料的微观结构、热物理性能和耐腐蚀性能。结果表明:混合粉体的晶粒尺寸随球磨时间的延长而减小,球磨12 h后即可获得均匀混合的纳米晶粉体,纳米晶混合粉体在1 300℃烧结96 h获得了具有高致密度正交晶体结构Tb₂TiO₅-Dy₂TiO₅块体材料;该块体材料在500℃的热导率和热膨胀系数分别为2.2 W·m^-1·K^-1和5.8×10^-6 K^-1,在360℃/18.6 MPa去离子水中的腐蚀速率变化很小,平均腐蚀速率为0.18 mg·dm^-2·h^-1,该块体材料具有较高的热导率、较低的热膨胀系数以及较好的耐高温水腐蚀性能,是控制棒用中子吸收材料较优的候选材料。     

A356铸造铝合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展研究

研究了A356-T6铸造铝合金的缺口疲劳裂纹萌生与早期扩展行为及机制.结果表明,热等静压试样的疲劳抗力优于非热等静压试样.对于钝缺口试样,疲劳裂纹萌生于缺口根部附近的多个平面,最终哪个裂纹源扩展成主裂纹取决于局部微观组织.对于缺口几何形状不同的热等静压和非热等静压疲劳试样,在疲劳过程中,不管是在高应力状态下,还是在低应力状态下,都出现了铝基体的循环塑性变形和共晶硅粒子断裂导致疲劳裂纹萌生.对于非热等静压试样,铸造缩孔在构件的疲劳过程中起着重要作用,但即使缺口根部存在较大尺度的铸造缩孔,导致了疲劳裂纹萌生,但也同时观察到疲劳裂纹从共晶硅粒子、金属间化合物、铝基体的滑移带和铁基金属间化合物等处萌生.对于脆性的A356铸造铝合金可采用修正的断裂力学参量ΔKn、局部应力范围Δσ或局部应变幅Δε/2作为控制参量来表征疲劳裂纹萌生行为,而缺口有效应力强度因子范围ΔKneff和ΔJs参量可用来表征缺口场中短裂纹扩展行为.     

电镀Cr涂层锆合金的腐蚀行为

在360℃、18.5 MPa的超纯水溶液中和高温(1000和1200℃)水蒸气环境中对采用电镀技术制备的Cr涂层锆合金和没有涂层的锆合金进行了腐蚀行为对比研究。结果表明：在上述腐蚀条件下，Cr涂层显著提升了锆合金的耐腐蚀性能，氧化增重显著降低。与没有涂层的锆合金相比，在高温水蒸气环境中腐蚀54 min后，Cr涂层锆合金的氧化增重下降了一个数量级，在高温高压水环境中腐蚀48 h后，其氧化增重下降了75%。腐蚀后，在Cr涂层锆合金表面形成了细长絮状结构；氧化层越靠近样品表面，结构疏松、空洞数量多且尺寸大；而在靠近Cr涂层与氧化层的界面处，结构致密、无明显尺寸空洞。     

Al-Pb-Si-Sn-Cu轴瓦合金的微观结构及特征

采用机械合金化、冷压与热挤压法制备了Al-15％Pb-4％Si—1％Sn—1．5％Cu(质量分数，％)轴瓦合金。试验结果表明，块体材料的组织分布很均匀。Pb粒子细小均匀弥散分布在Al基体上，呈纳米晶粒。Al基体晶粒大小约1．2μm，在其晶界和晶粒内都有粒子析出。在Al基体上还分布着由非晶和亚微米晶粒构成的混合相。研究表明，该工艺是制备Al-Pb系列轴瓦合金的较佳方法；并为制备室温不互溶、高温存在很宽固溶间隙、有较大密度差异的合金组元且组织均匀的合金奠定了工艺基础。     

Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe合金的微观组织研究

本文采用光学显微镜和透射电子显微镜对两种制备工艺的Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe锆合金进行了微观组织分析与表征。实验结果表明增加冷轧次数与退火过程会导致锆合金的晶粒尺寸变大和不均匀化,平均尺寸从3.9μm长大到6.0μm;且析出相的尺寸变大、弥散程度降低,平均尺寸从74.6nm长大至89.6nm。增加冷轧次数与退火过程会使基体中的Nb进一步析出,析出相中Nb/Fe比值增加,平均值从1.17增加至1.39。两种锆合金中的析出相主要为面心立方结构的(Zr,Nb)2Fe化合物,Nb/Fe比值较低,尺寸较大。而在增加冷轧次数与退火过程的锆合金中还观察到少量密排六方结构的Zr(Nb,Fe)2析出相,Nb/Fe比值较高,尺寸较小。     

机械合金化的反应机制研究进展

介绍了机械合金化技术的基本原理、工艺过程及特点，对目前机械合金化存在的两种机制进行了分析，指出通过原子扩散逐渐实现合金化反应机制和爆炸式反应机制实质上是相似的，导致效果的不同主要在于合金体系的形成热不同。另外对影响机械合金化过程的因素以及该工艺存在的缺陷进行了阐述。     

机械合金化W-Ni-Fe纳米复合粉的制备及结构研究

W,Ni,Fe粉末按照91.16W6．56Ni2.26Fe和95W5Ni的成分配比进行了机械合金化(MA)．通过调整球磨转速、球磨时间等工艺参数研究了其对粉末结构的影响,并对机械合金化粉末的物相、合金化特性、晶粒尺寸、点阵畸变及粉末形貌和颗粒度作了测定和分析讨论.机械合金化使晶粒细化并产生孪晶和位错．有利于原子扩散形成过饱和固溶体和非晶；高的球磨能有利于形成非晶相、晶粒细化和点阵畸变，350r／min球磨20h后晶粒尺寸可达25nm；输入的球磨能不同．粉末粒度的变化路径不同，但都会经历长大，变小和稳定三个不同阶段.     

机械合金化过程中Al-Pb相变的热力学和动力学研究

将Al、Pb粉末按照Al 2 2 5Pb(at% ,下同 )的配比进行了机械合金化 ,并对Al Pb合金的物相、晶粒尺寸、点阵常数作了测定和分析。结果表明 ,机械合金化可以获得Al Pb纳米晶超饱和固溶体。参照Miedema半经验理论模型 ,计算了该合金系的相变驱动力 ,分析指出当Pb含量为 86 8%～ 98 4 %时 ,该合金系存在发生非晶的化学驱动力。利用机械合金化动力学机制分析了Al Pb形成过饱和固溶体和非晶的可能性 ,其中Al 2 2 5Pb形成固溶体的自由能要低于形成非晶的自由能 ,但都大于零