双束（H+/e-）辐照下氢对12Cr-ODS铁素体钢组织损伤影响研究

利用氢离子（H⁺）束和电子（e^-）束双束（H⁺/e^-）同时辐照用化学浸润法制备的新型12Cr-ODS铁素体钢，研究其辐照损伤效应及组织变化。实验结果表明：由于氧化物的钉扎，基体内保持低密度位错网络；辐照初期随辐照剂量的增加，缺陷团在位错线上及其周围形成，尺寸增加，密度不断增大，并形成间隙型位错环；不同温度下辐照均产生小尺寸高密度的空洞，随辐照剂量的增大，空洞长大速度降低，空洞密度缓慢减小；不同温度下，辐照剂量达15dpa时，空洞肿胀均小于0.15%。对辐照产生的点缺陷与氢相互作用进行理论分析，12Cr-ODS铁素体钢在623~823K经双束辐照后，表现出良好的抗辐照损伤性。     

含钛高炉渣碳化及超重力分离碳化钛的研究

以热力学计算为依据,研究在焦炭还原攀钢含钛高炉渣的过程中,反应温度和保温时间对碳化钛的生成量的影响,同时利用超重力技术来分离还原产生的碳化钛.研究结果表明:含钛高炉渣经高温碳热还原后得到有价组元碳化钛,当实验温度设定在1 600 ℃保温5 h时,还原渣中碳化钛的含量最高,熔渣中钛氧化物转化为碳化钛的转化率达到最佳.另外,还原渣经超重力分离后碳化钛被截留在碳毡上部的精矿中,脉石相则被分离到下部坩埚中,还原渣在重力系数G=300于1 320 ℃等温分离20 min后,精矿中碳化钛的含量由还原渣中的12.1 %提高到26 %,通过超重力技术可以使碳化钛含量提高一倍多.      

原位观察电子束辐照条件下SUS316L钢中辐照肿胀行为

辐照诱导的过饱和空位聚集形成空洞,进而引起的奥氏体不锈钢辐照肿胀现象会造成核反应堆内结构材料失效,危害反应堆安全.利用超高压电子显微镜,在300~500 ℃区间内,对SUS316L奥氏体不锈钢进行电子束辐照,原位观察辐照过程中空洞演变;辐照结束后,在透射电镜下观察空洞分布,并对空洞尺寸进行测量统计;对比研究不同温度下空洞演变的差异.结果表明:不同温度时电子辐照30 min后,可观察到点缺陷簇、位错环和空洞.其中450 ℃和500 ℃时,空洞尺寸最大,分别约为13.3 nm和14.5 nm.这是因为辐照温度升高会提高空位扩散能力,最终增大空洞尺寸.研究结果可为预测不同工作温度下奥氏体不锈钢中辐照肿胀提供实验依据.      

Al对稀土处理C-Mn钢连续冷却组织转变的影响

研究Al预脱氧对Ce处理钢夹杂物和显微组织的影响,利用热力学计算、带能谱的扫描电镜和DIL805A热膨胀仪检测进行了对比研究。得到如下结论:Ce处理后钢中的主要夹杂物从MnS转变为Ce2O2S+MnS,Al脱氧能使Ce处理钢中夹杂物转变为CeAlO3+Ce2S3+MnS。Ce处理C-Mn钢连续冷却过程有利于获得晶内铁素体的冷速为2~8℃/s。Al脱氧能改变诱导晶内铁素体形核的核心夹杂物种类,诱导铁素体形核的能力降低,且Al能够使Ce处理钢连续冷却组织转变(CCT)曲线向左上方移动,促进铁素体在晶界形核,不利于Ce处理后晶内铁素体的形成。Al脱氧Ce处理C-Mn钢在冷速为2~5℃/s时,由于夹杂物核心成分的改变与Al合金化作用导致晶内铁素体含量较未用Al脱氧Ce处理钢少。     

脉冲激光亦或电子束辐照对SUS316 L奥氏体不锈钢中空位扩散的影响

利用激光-超高压电子显微镜系统在500℃对SUS316L奥氏体不锈钢进行了电子束辐照和脉冲激光-电子束双束同时辐照(以下简称:同时辐照),通过观察和分析辐照后自由晶界处无空洞区域以及元素偏析,以电子束辐照结果为标准,对比研究了同时辐照对空位扩散的影响.结果表明:同时辐照后的无空洞区域宽度为48 ±16 nm,小于电子辐照的71 ±27 nm;不论在偏析程度还是偏析宽度上,同时辐照条件下Cr和Ni的偏析都小于对应的电子束辐照;同时辐照下空位的扩散通量仅为电子束辐照的45.7%.通过分析得出,和电子辐照相比,同时辐照促进了空位与间隙原子的再结合,限制空位向尾闾扩散,进而造成流入尾闾的空位数量减少,极大地抑制了辐照偏析与肿胀.脉冲激光-电子束双束同时辐照可以为探索抑制肿胀方法提供新的思路.      

ISA 炉余热锅炉水平烟道流场、温度场优化模拟

余热锅炉是工业上回收烟气余热的重要设备,其换热效率的高低与烟道内部温度场分布密切相关. 某公司的ISA炉余热锅炉,其结构呈三段式（上升烟道-下降烟道-水平烟道）,烟气由下降烟道进入水平烟道后,受惯性作用,主要从对流换热区下部经过,难以充分发挥对流换热区的功能. 作者借助数值模拟的手段,在下降烟道与水平烟道连接处添加导流装置,强制引导烟气流向对流换热区.模拟结果表明,添加导流装置后,水平烟道竖直方向速度场分布趋于均匀:速度范围介于2.0~3.5 m/s的区域扩大,而大于3.5 m/s与小于2.0 m/s的区域相对减小,且速度最大值与最小值均有所收缩.单位时间内,进入对流换热区热量由5.27 MJ提升为7.70 MJ,而进入灰斗的热量由4.89 MJ减少为2.90 MJ. 同时,回流现象减弱,水平烟道上部回旋低温区范围缩小,有利于避免低温腐蚀的发生.      

氢气分离提纯用钯及钯合金膜的研究进展

伴随着煤、石油和天然气等传统化石能源在使用过程中产生的温室效应、能源危机等弊端,更清洁的氢能逐渐受到关注。氢能在能源、交通、工业等领域具有广阔的应用前景,尤其以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场。而氢燃料电池对氢气浓度要求较高,氢气中即使微量的H2S和CO杂质也会严重降低电池性能。因此,需要对氢气进行分离纯化去除杂质气体。钯及钯合金膜由于对氢气具有极高的选择渗透性而应用于氢气的分离提纯,然而钯及钯合金膜的化学稳定性问题一直制约其广泛应用。本文介绍了纯Pd膜,Pd-Ag,Pd-Y,Pd-Pt,Pd-Cu和Pd-Au二元合金膜以及Pd-Ag-M,Pd-Cu-M三元合金膜氢渗透与抗杂质气体毒化方面的研究进展及存在问题。纯钯膜在低温下存在氢脆现象且易被杂质气体毒化;与纯钯膜相比,钯基二元合金膜成本较低,Pd-Ag,Pd-Y合金膜透氢性能较好而抗杂质气体毒化性能较差,Pd-Pt,Pd-Cu和Pd-Au合金膜则具有相反的特性;钯基三元合金膜在一定程度上提高了二元合金膜的透氢性能并改善了抗杂质气体毒化的性能,但仍存在合金元素偏析、各组元成分比例不易精确控制等问题,且钯基三元合金膜较之二元合金膜合成工艺更复杂、成本更高。最后,对钯合金膜未来的研究方向进行了展望。     

利用超重力分离铝熔体中的夹杂颗粒

利用Al-17% Si-4.5% Cu熔体中密度较小的初生硅颗粒模拟金属熔体内部的夹杂物,并采用超重力场分离熔体中的夹杂颗粒,研究了不同重力系数条件下,金属熔体中夹杂物的分离规律.实验结果表明:经过超重力处理后,初生硅颗粒在试样上部区域发生明显的偏聚现象,试样内部出现无初生硅颗粒区域,且随着重力系数的增加,无初生硅颗粒的区域面积逐渐增大,说明重力系数越大,硅颗粒在试样上部区域的聚集程度越好.随着重力系数的增大,试样的净化效率逐渐升高,当重力系数（G）为500时,试样的净化率达到了84.98%.利用DPM离散相模型对超重力场下熔体内部硅颗粒的具体受力情况进行分析,并模拟研究铝熔体内部硅颗粒在不同重力场中的分离行为.数值模拟结果证明了夹杂颗粒在沿着超重力方向上的运动行为近似符合Stokes运动定律.这表明超重力场可以有效分离金属熔体中的夹杂物.      

双束(H~+/e~-)同时辐照对12Cr-ODS钢氧化物稳定性影响

利用氢离子和电子双束(H~+/e~-)对用化学浸润法制备的新型12cr-ODS铁素体钢进行辐照,研究了辐照对12Cr-ODS钢氧化物稳定性的影响.对不同辐照剂量下原位观察辐照区内氧化物形貌的变化过程发现:辐照前和15 dpa辐照后,约10～20nm氧化物的尺寸并没有明显变化,而氧化物周围出现微小高密度空洞并没有影响氧化物的稳定性;当辐照温度升高至823 K时,大尺寸的氧化物Y_2O_3与基体的相界面变得不规则,但氧化物颗粒尺寸并不发生明显变化.实验结果表明:弥散强化相Y_2O_3尺寸稳定,无明显溶解现象.