充氚不锈钢微观组织及断裂特征

采用力学拉伸实验测定充氚不锈钢的断裂强度值,采用拉伸断口进行SEM观察和正电子湮灭(PAT)分析,采用TEM动态拉伸实验观察和记录材料在微观断裂过程中的行为,通过对比分析氚对不锈钢断裂过程的影响。结果表明,高温充氚后,室温存放2a,样品中氚衰变产生的氦累积已达约30ppm;氚、氦使样品断裂强度降低,内部缺陷增多,正电子寿命变长。TEM观察未发现明显的氦泡组织;动态拉伸实验表明,充氚促进裂纹尖端位错的发射和增殖;HR-1、HR-2不锈钢微观断裂过程相似,可表述为氚致微裂纹的形核-形成微空洞-微空洞长大-空洞连接(断裂)。氚、氦使无位错区减小甚至消失。     

铀上激光辅助化学气相沉积镍薄膜研究

为防止金属铀的腐蚀,本文采用激光辅助化学气相沉积(LACVD)方法在铀上制备了镍薄膜。采用SEM、XRD分析了薄膜的形貌、物相以及界面特性,采用黏胶拉伸测试表征了膜-基结合性能,采用电化学极化法分析了薄膜的抗腐蚀性能。结果表明:压力和温度对化学气相沉积(CVD)方法制备镍薄膜的质量有较大的影响。随着基底温度和沉积气压的降低,薄膜变得致密、平整,质量提高。在优化的工艺条件165℃、3Pa下,CVD方法所得镍薄膜非常致密。采用LACVD方法时,激光能量为200mJ时所制得的薄膜致密,300mJ时膜变得粗糙。无激光辅助时,CVD方法所制得的薄膜较易剥落,激光辅助下所得薄膜的膜-基结合力较好。LACVD方法大幅提高了薄膜的抗腐蚀性能,抗腐蚀性能的提高主要源于激光辅助使薄膜致密化,提高了薄膜与基底的结合力。     

受腐蚀亚共析铀铌合金的力学性能研究

利用加速腐蚀实验方法研究了腐蚀对一种亚共析铀铌合金拉伸性能的影响,并用SEM和EDS对拉伸试样的组织结构、成分、表面形貌和断口形貌进行了分析.腐蚀实验表明:随着腐蚀时间的增加,拉伸试样表面的腐蚀程度加剧,经过约180 d的腐蚀后,试样表面形成了腐蚀斑,其大小为50μm左右;力学拉伸测试表明:在实验范围内,合金的屈服强度和抗拉强度无明显变化,而试样的延伸率及断面收缩率则有下降的趋势.断口形貌表明,合金在实验范围内腐蚀后,其断裂方式仍以韧性断裂为主.此外,对引起合金力学性能变化的主要因素也进行了探讨.     

铀表面脉冲电镀纳米镍镀层的组织结构研究

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)技术对铀表面脉冲电镀镍镀层的组织结构进行了研究.结果表明:该镀层晶体结构为面心立方;具有高(200)面择优取向,其相对取向密度为3.44;晶粒大小约45.5nm;镀层细致、具有多晶特性,存在位错、层错、孪晶等缺陷;利用脉冲电镀在铀表面制备纳米镍镀层是可行的.     

电化学去污对基体材料不锈钢抗腐蚀性能的影响

研究电化学去污期间1Cr18Ni9Ti不锈钢试样单位面积质量和表面形貌的变化及去污前后试样的阳极极化曲线变化。结果表明：伴随着失重，试样表面变得光滑；电化学去污对材料抗腐蚀性能没有影响。     

纳秒脉冲激光熔覆温度场计算及薄膜飞溅机制分析

实验上采用磁控溅射在铀、不锈钢、铝基底上分别沉积钼、铌、铝等薄膜后采用纳秒激光熔覆,薄膜发生飞溅,未能形成熔覆层。针对这一问题,采用有限元方法分析了脉冲激光作用的温度场,并对瞬时热膨胀造成薄膜垂直于表面的运动进行了分析。计算以及分析结果表明:由于界面热阻,纳秒激光熔覆薄膜与基底存在较大的温度差,在本例计算铝薄膜与基底温差超过450℃。瞬时热膨胀导致薄膜具有向外的速度以及动能。当薄膜动能大于拉伸断裂所需要克服的弹性以及塑性变形能量,薄膜将发生飞溅。理论分析还表明存在一个临界的光束尺寸,当光束小于该尺寸,薄膜不会发生飞溅,熔覆能够发生,对于准分子激光,光束尺寸达微米量级薄膜不会飞溅。     

温度对U-2.5%Nb合金力学性能的影响

研究了U-2.5%Nb合金在-100～700℃温度范围内的力学性能。结果表明,合金的抗拉伸强度随试验温度上升呈下降趋势,其塑性在600℃以下温度并非单调变化,而是在500℃附近延伸率和断面收缩率分别出现极小值,合金拉伸断口与室温(20℃)相比具有明显的沿晶断裂特征。试验温度高于600℃后,合金塑性明显升高。热处理后的该合金加热至500℃经保温并冷至室温后,合金的冲击韧性有所降低。在-100℃～室温的温度范围,合金的冲击韧性随试验温度的降低而下降,并在-30～-10℃的温度范围发生韧脆转变。当温度低于-30℃后冲击韧性下降趋势明显减缓,合金冲击断裂面颗粒高低不平,具有准解理断裂特征。     

U表面Al及Ti/Al双重镀层的电化学腐蚀行为

采用动电位极化技术和扫描电镜(SEM)对U表面Al及Ti/Al双重镀层在含50μg/gCl^－的KCl溶液中的电化学腐蚀行为进行研究。研究结果表明：U表面Al镀层和Ti/Al双重镀层的腐蚀为局部腐蚀，其腐蚀速度明显低于裸体U，能够对U表面提供较好的保护。Al镀层相对U基体为阳极性镀层，能对U基体提供牺牲性保护；Ti镀层相对U基体为阴极性镀层，对U基体的保护是基于镀层对腐蚀介质的物理屏障作用。     

汞齐法制备铀保护涂层

选用Zn、Sn、Au三种金属制备汞齐,在铀表面开展了汞齐法涂层制备工艺研究,利用SEM和EDS对涂层进行了表征,主要研究汞齐法在铀表面制备涂层的工艺,包括镀前处理、氧化层对涂层性能的影响。结果表明:采用汞齐法在铀表面制备金属涂层的方法是可行的,在轻微氧化的样品表面能利用该方法制得结合良好的涂层,氧化层在制备过程中弥散于涂层内。1:1HNO3去除氧化层后,可以制备界面均匀、结合紧密的高质量涂层。可单次制备20～50μm范围的Zn、Sn涂层,可多次制备较厚的Au涂层。     

贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能研究

利用电化学测试技术、扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDS)对贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:在50μg/gCl-的KCl溶液中,钛镀层的腐蚀电位远高于贫铀的腐蚀电位,钛镀层对贫铀是阴极性镀层,对贫铀的保护是基于其对腐蚀介质的物理屏障作用;贫铀表面完整钛镀层的极化电阻和电化学阻抗幅值远大于贫铀,腐蚀电流远小于贫铀,完整钛镀层对贫铀具有良好的抗腐蚀保护作用;贫铀表面钛镀层的腐蚀特征为局部腐蚀,由孔蚀向电偶腐蚀转变;破坏的钛镀层将加速铀基体的腐蚀。