用符合多普勒展宽谱(CDB)研究不锈钢中氢与缺陷的相互作用

采用正电子湮没寿命谱(PALS)和符合多普勒展宽谱(CDB)等方法研究了AISI 304不锈钢中氢与缺陷的相互作用.PALS实验结果表明:氢致缺陷尺寸随充氢电流密度的增大而变大,缺陷数量随充氢电流密度的增大而增多.进一步地,通过比较CDB实验的商谱曲线,发现在电解充氢后,高动量区出现了明显的峰,且峰位不随充氢条件改变;这表明氢可能会与空位发生相互作用,氢进入样品内部以后,可以作为聚集空位的核心而形成空位团,即形成氢与缺陷的复合体,导致缺陷化学环境的变化.     

Zr9Ni11合金吸氢性能研究

Zr9Ni11合金在高压吸氢系统的吸氢床中于400 ℃下充氢活化后,进行等温吸、放氢实验.25 ℃时,出现了40 Pa、1 413 Pa两个等温吸氢平衡压,解吸平衡压为7 Pa,吸氢容量为195.5 mL*g-1.吸氢平衡压随平衡温度而升高,但100 ℃下的吸氢平衡压则低于25 ℃的第二个吸氢平衡压.扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)分析结果显示:经烧爆及充氢活化后,Zr9Ni11合金中作为表面吸氢活性中心的Ni明显增加,相组成为Zr9Ni11、ZrNi的合金经活化后Zr9Ni11相消失,出现Zr2Ni、Zr0.17Ni0.83两个新相.活化的Zr9Ni11合金暴露于空气后吸氢速度显著降低,但可吸去空气中的全部氢气.     

Zr9Ni11合金吸氢性能研究

Zr9Ni11合金在高压吸氢系统的吸氢床中于400 ℃下充氢活化后,进行等温吸、放氢实验.25 ℃时,出现了40 Pa、1 413 Pa两个等温吸氢平衡压,解吸平衡压为7 Pa,吸氢容量为195.5 mL*g-1.吸氢平衡压随平衡温度而升高,但100 ℃下的吸氢平衡压则低于25 ℃的第二个吸氢平衡压.扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)分析结果显示经烧爆及充氢活化后,Zr9Ni11合金中作为表面吸氢活性中心的Ni明显增加,相组成为Zr9Ni11、ZrNi的合金经活化后Zr9Ni11相消失,出现Zr2Ni、Zr0.17Ni0.83两个新相.活化的Zr9Ni11合金暴露于空气后吸氢速度显著降低,但可吸去空气中的全部氢气.     

锆-4合金渗氢方法的研究

为了备制不同含氢量(50—1000ppm)的锆-4合金拉伸试样,研究了气体和电解渗氢方法。实验表明:电解渗氢比较容易控制,也不会破坏材料的原始组织。     

Ti-Al-Zr合金的氢致脆性研究

为了研究氢进入钛合金试样后对其力学性能的影响,探索氢在钛合金中的行为,本文用电解渗氢方法对面Ti-Al-Zr合金进行了渗氢处理,得到了不同含氢量的试样,在室温下进行了试样的拉伸．冲击实验结果表明．试样渗氢后的强度得到不同程度的提高,这是固溶强化的结果;试样的塑性随氢含量的提高而下降．当氢含量达到-1200μg／g时．塑性损失达到25％;试样的冲击韧性随氢含量的提高而下降．试样中氢含量达到-300μg／g时．冲击韧性下降-80％．试样已基本上呈脆性．使用SEM研究了渗氢样品的断口形貌后发现．拉伸试样中只有少量二次裂纹,而冲击试样有大量二次裂纹产生,并伴有准解理特征。     

纯铁中的氢致微观缺陷和氢-缺陷系统的正电子寿命

几十年来,人们对金属的氢致损伤问题的研究主要集中于金属的宏观力学性能和半微观性能。本文用正电子湮没技术研究氢对金属中小到原子尺度的微观结构的影响。 选用纯度99.99％的铁样品八对,经840℃、1.5小时真空退火后电解充氢,充氢电流密度分别为0、2、4、8、16、32、64、256(mA/cm~2),放置19小时后在室温下测量各样品的正电子寿命谱,实验结果用Positronfit程序进行三寿命分量的自由拟合,结果发现,所有充氢样品的平均正电子寿命τ_M和第二寿命成份的相对强度I_2都大于未充氢样品,并且随着充氢电流密度的增大而增大,说明铁中的氢可以引起微观缺陷浓度的显著增大。根据第二寿命成份的寿命值I_2(230～270ps),可以推知新增加的缺陷主要是各种空位,位错和微孔洞。     

氢对Ni3Al合金中微观缺陷的影响

对二元Ｎｉ３Ａｌ和含０．５２ａｔ．％的Ｎｉ３Ａｌ合金样品进行电解充氢，并测量其ｅ＾＋寿命谱。结果可见，ｅ＾＋在合金缺陷中的寿命最初随充氢时间的增加而下降，随后达到一个最小值，接着随充氢时间的增加而增加。含０．５２ａｔ．％Ｂ的Ｎｉ３Ａｌ合金比二元Ｎｉ３Ａｌ合金的氢效应程度小，这说明加入少量的硼可提高Ｎｉ３Ａｌ合金的抗氢能力。     

HR－1型奥氏体不锈钢氢渗透行为研究

采用超高真空气相氢渗透实验技术研究了ＨＲ－１型奥氏体不锈钢的氢渗透行为，测量了氢的扩散系数，及氢渗透率。还就试样表面氧化对其氢渗透行为的影响进行了研究，结果表明：试样表面氧化导致氢扩散系数及氢渗透率显著降低，渗透激活能增大，扩散激活能不变。     

钒合金的氢致硬化和氢脆

通过气相渗氢后的室温拉伸试验,测试了多种钒合金材料的拉伸性能,如V-4Ti、V-6W-lTi和V-4Cr-4Ti,以及日本国立核聚变研究所研制的V-4Cr-4Ti合金,研究了钒合金的氢脆行为及其影响因素.实验结果表明钒合金有较强的吸氢能力,合金元素Ti能显著提高合金的吸氢量.在达到氢致脆性断裂前,氢致强化表现为典型的固溶强化,而其强化能力因Ti的存在而显著降低,是含Ti钒合金具有优良抗氢脆性能的主要原因.合金氧含量极大地影响合金的抗氢脆能力.氧含量在200～400 μg/g时,V-4Cr-4Ti合金发生氢脆断裂的临界氢含量约为300 μg/g,而当氧含量超过700 μg/g时,该临界值低于50 μg/g.另一方面,强度较低的V-4Ti合金似乎具有更好的抗氢脆能力.     

氢对Ti-4Al-2V钛合金疲劳寿命的影响

采用变截面薄板试样,研究了4种氢含量对Ti-4Al-2V钛合金疲劳寿命的影响。研究结果表明:当拉伸疲劳载荷Dσ大于550MPa时,充氢材料的疲劳寿命高于自然含氢量的材料;在高的Dσ下,含氢量在116~280μg·g-1范围内变化时,对Ti-4Al-2V的寿命影响较小;Dσ降低后,氢含量越高,疲劳寿命越低,同时,Dσ的大小会影响疲劳裂纹的萌生位置。可以认为:材料中固溶氢和氢化物对驻留滑移带(PSB)的影响降低了充氢试样的疲劳裂纹萌生寿命,而高含氢量的Ti-4Al-2V材料在裂纹尖端,通过应力诱导析出氢化物,使裂纹扩展寿命降低。     

加速器驱动洁净能系统中的燃耗行为分析

研究了加速器驱动洁净核能系统（ADS）次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明：ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量增益影响小等优点。这些优点在利用U－Pu燃料循环的次临界堆中十分明显。对于利用Th-U燃料循环的次临界堆,热堆和快堆都是可以工作的;而对于U－Pu燃料循环的系统,快堆则是较好的选择。