ODS-Eurofer钢微观结构及辐照硬化研究

研究了ODS-Eurofer钢的微观结构及辐照硬化现象。首先用透射电子显微镜(TEM)观察了ODS-Eurofer钢的初始微观组织结构,发现基体中不仅存在几nm至几十nm的氧化物弥散颗粒,还存在具有壳 核结构的大尺寸(直径大于100 nm)颗粒,并观察到纳米颗粒对位错线的钉扎作用。随后用能量为5 MeV的Fe²⁺离子在300 ℃和500 ℃下辐照样品至25 dpa以模拟中子辐照,并用纳米压痕仪和TEM测试表征了辐照所致力学性能和微观结构的变化。结果表明,两种温度下辐照均引起硬度上升,500 ℃时由于辐照产生的点缺陷发生复合,导致硬化效应弱于300 ℃。用TEM观测辐照水平为25 dpa的损伤层发现有少量纳米尺寸位错环,这些位错环是辐照硬化的主要原因。ODS-Eurofer钢初始微观结构对辐照硬化有重要影响,其中晶界、纳米颗粒与基体界面、位错线等能捕获辐照过程中产生的点缺陷,从而抑制辐照位错环的生长。     

辐照损伤对反应堆压力容器钢微观组织结构的影响

介绍了透射电子显微镜、小角散射技术与正电子湮没技术应用于反应堆压力容器钢辐照损伤过程中微观组织结构的演变规律的情况,并讨论了目前所取得的研究成果与存在的不足,最后指出了对国产反应堆压力容器钢尽快开展辐照损伤微观组织演变研究工作的必要性与重要性。     

高注量辐照RPV钢的热处理微观结构及其对再辐照损伤行为的影响研究

应用三维原子探针和纳米压痕技术研究了高温高注量质子初始辐照、辐照后退火及再辐照条件下核反应堆压力容器(RPV)钢中的微结构演变,及其与力学性能之间的关系.三维原子探针结果表明:初始辐照(1.6dpa)条件下,RPV钢中产生了大量的富Mn-Ni-Si团簇;辐照后经500℃1 h退火处理,富Mn-Ni-Si团簇基本回复,但...     

辐照下微观结构的演化(Ⅱ)

本文用非平衡统计原理和方法描述辐照下微观结构演化的物理体系,演译出气泡和间隙原子团的分布函数的演化方程组,其数字解得出气泡和间隙原子团的分布函数,它们直接与高能质子辐照实验结果相比较,获得一致的结果;并预示高纯铝辐照硬化主要来自高浓度的间隙原子团。嬗变杂质对间隙原子团形核很敏感,没有杂质,间隙原子团浓度要低4个量级。气泡和间隙原子团的生长涨落系数与辐照温度成指数关系,对铝的激活能分别是0.4eV和1.215eV。实验上气泡平均浓度与辐照温度亦成指数关系,其激活能与气泡涨落系数的激活能相近,印证着气泡生长的非平衡热力学性质,气泡生长的热涨落项促进着气泡的生长。     

辐照下微观结构的演化(Ⅰ)

本文阐明了辐照下微观结构演化模型,由此导出原子贫乏区的分布函数、浓度和平均直径,空位、间隙原子浓度与辐照剂量的关系和数值,辐照肿胀与辐照温度的关系和最大辐照肿胀温度,它们都与实验结果一致。同时自然地得出辐照肿胀的孕育期、转变期和线性肿胀期,这都表明了本模型的合理性。     

氩离子辐照下纯镍薄膜的微观结构状态研究

为研究离子辐照对金属材料微观结构状态的影响,以透射电子显微镜为分析手段,探讨氩离子辐照对纯镍薄膜辐照缺陷及变形结构的影响规律.研究结果显示:氩离子辐照纯镍薄膜样品可诱发明显的辐照损伤效应;较低辐照剂量下,辐照缺陷团簇以黑点缺陷为主,其中包含大量的层错四面体;辐照剂量较高时,产生孔洞缺陷,其数密度随着辐照剂量而增大,其尺...     

离子辐照使塑料硬化

【奥地利《新苏黎世报》1995年5月3日报道】 有机聚合物和用其制成的塑料具有很多优点,但也存在一些严重的固有缺点。特别是它们比较软,且在大多数情况下其抗磨强度明显地不尽人意。美国橡树岭国家实验室的科学家成功地通过高能离子辐照使其塑料比钢还硬,并大大提高其抗磨损性和抗磨强度。     

核电站用纤维保温材料辐照考验及微观分析研究

核电站反应堆内的保温材料由于长时间受到高温、中子辐照等因素的作用,性能会明显劣化,为了保证反应堆安全运行,研究其辐照性能十分必要。本文对秦山核电站提供的国产纤维布材料进行不同剂量水平的加速辐照,设计加工了一套带精确控温系统的辐照装置,保证辐照期间样品的温度为设定温度。通过研究不同温度对未辐照保温纤维布拉伸性能的影响,得出高温环境下其断裂强力有一定程度的下降。利用扫描电镜(SEM)等微观分析手段,分析了辐照剂量及温度对该纤维布结构和成分的作用。显微分析结果表明,经受过高温辐照考验后材料的成分含量、晶体结构均未发生明显变化,不同的试验温度会令样品断口产生一定差异。     

低能离子束辐照对纤维素微观结构变化的影响

采用红外光谱(IR),X射线衍射分析和扫描电镜(SEM)对低能离子(N+)注入纤维素粉微观结构的变化进行了研究。结果表明,低能离子辐照使纤维素分子内和分子间氢键均发生了断裂;随着辐照剂量的增加,纤维素相对结晶度逐渐减小,当注量增加到1500×1014cm-2时,相对结晶度较对照减少6.84%;纤维素颗粒直径逐渐变小,纤维变得越来越不完整,纤维表面出现较明显分层脱落现象,大多呈现的是细小碎片。     

两类钒基合金的辐照硬化研究

钒合金(V-Cr-Ti系列)是重要的聚变堆结构候选材料,但是相比于铁素体/马氏体钢等其他候选材料,有关钒合金(V-Cr-Ti)的辐照损伤研究较为缺乏。利用载能离子束模拟聚变堆中子辐照条件,对V-4Cr-4Ti和V-5Cr-5Ti两种样品进行了载能He离子和重离子辐照实验。实验采用离子束梯度减能方法在样品中产生辐照损伤的坪区,利用纳米压痕技术测试材料的辐照硬化效应。结果表明,样品纳米硬度的深度递减现象可以用Nix-Gao模型很好描述,高能重离子辐照的样品中软基体效应可以有效避免;在He离子辐照情形,He浓度(以原子百万分率计(Atomic parts per million,APPM))/位移损伤(以每原子平均离位数计(Displacement per atom,DPA))大于4 200/0.2时,两种钒合金样品出现硬化饱和现象;相近位移损伤水平下,He与空位的结合导致缺陷集团的加速长大,致使材料的辐照硬化远大于重离子辐照情形。     

核压力容器钢辐照后动态断裂韧性测试及研究

应用预裂纹示波冲击法研究压力容器钢辐辐照后动态断裂韧性Ｋｉｄ测试方法,结果表明：预裂纹试样的裂纹扩展始于其最大载荷之前,辐照对动态断裂韧性△Ｔ１００的影响小于冲击韧性转变温度△Ｔ４ＩＪ的影响。     

低活化马氏体钢的微观结构与力学性能

介绍了作为聚变反应堆候选结构材料的低活化马氏体钢的基本设计思路,初步确定了材料的化学成分和热处理工艺,研究了材料的冶金特性、微观组织和力学性能.同时,对比了添加少量钇和硅对材料性能的影响,发现添加硅可以提高材料强度,同时能保证材料具有足够的塑性和韧性;钇的添加对改善材料的塑性很有帮助,但是会使材料强度降低.     

~(13)C NMR方法研究γ辐照聚合的聚甲基丙烯酸甲酯微观结构及变化

本文利用~(13)C核磁共振方法研究了~(60)Co辐照聚合的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微观结构及其变化。以20 MHz场强和常温32℃下,在羰基区满意地获得了七条谱线,这就断定至少显示了五单元组结构信息。用求出的P_m=0.209值和柏努利概率进行理论计算再与各峰的观察值进行比较,从而对各峰作了归属,确定核聚合过程属柏努利过程。由三单元组数据求出数均序列长度?为1.27,内消旋序列长度?_m为1.26,外消旋数均序列长度?_r为5.78。利用不同剂量下获得的P_m/(1-P_m)值,得出内消旋增长的自由活化焓要比外消旋的自由活化焓高,因而在增长反应和降解反应中均以间同立构PMMA为主。     

AUC及UO2的微观结构研究

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X 射线衍射仪和图像分析仪分析了 AUC 晶体、UO_2粉末和烧结芯块的微观结构,研究了 AUC 的还原条件对 UO_2粉末和烧结芯块微观结构的影响。     

硅对CLAM钢微观结构和力学性能的影响

文章研究了合金元素硅对CLAM钢的力学性能和微观结构的影响。实验表明,在CLAM钢中添加0.2％的Si会使其屈服强度和抗拉强度明显提高,同时使CLAM钢的韧脆转变温度升高,韧性降低。在光学显微镜下观察,CLAM钢呈现回火马氏体组织,Si的添加使奥氏体晶粒细化,致使CLAM钢的强度升高、韧性降低。在透射电子显微镜下观察,回火板条马氏体是其主要结构,存在针状和颗粒状两种形态的碳化物;利用透射电子显微镜选区衍射方法可知,呈颗粒状的碳化物是M23C6型碳化物。Si的添加使马氏体板条的宽度变小。     

辐照硬化位错动力学模拟的研究进展

辐照硬化是金属材料的辐照效应之一,开展辐照硬化机理研究有助于设计可靠的反应堆结构材料.辐照产生的缺陷会对位错运动造成阻碍,被认为是辐照硬化的主要原因.近年来快速发展的位错动力学模拟方法为材料的微观组织变化和宏观力学性能之间建立起了桥梁,被广泛用于辐照硬化机理研究.对于一些辐照缺陷如位错环和层错四面体,位错动力学软件已能...     

辐照硬化位错动力学模拟的研究进展

辐照硬化是金属材料的辐照效应之一,开展辐照硬化机理研究有助于设计可靠的反应堆结构材料。辐照产生的缺陷会对位错运动造成阻碍,被认为是辐照硬化的主要原因。近年来快速发展的位错动力学模拟方法为材料的微观组织变化和宏观力学性能之间建立起了桥梁,被广泛用于辐照硬化机理研究。对于一些辐照缺陷如位错环和层错四面体,位错动力学软件已能模拟它们对位错网络演化以及宏观力学响应的影响,使辐照硬化的定量预测成为可能。本文从位错动力学模型、不同类型辐照缺陷硬化效应的位错动力学模拟以及辐照硬化理论模型发展三个方面,综述了辐照硬化位错动力学模拟的研究进展,并展望该研究领域的主要科学问题。     

1.61 dpa/300℃中子辐照后CLAM钢的硬化和脆化行为

较低温度(350℃)下,反应堆结构材料的中子辐照硬化与脆化行为一直是其核工程应用中关注的热点问题之一。低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)是国际热核聚变堆实验包层模块(ITER-TBM)首选结构材料,其在寿期内受到的中子辐照累积剂量不超过3 dpa,服役温度300~500℃。为推进具有我国自主知识产权的中国低活化钢-CLAM钢在ITER中国实验包层模块(ITER-CN-TBM)中的应用,本文通过开展1.61 dpa/300℃中子辐照前后CLAM钢拉伸性能和冲击性能测试以及与国际同类低活化钢相近辐照条件下的性能数据进行对比分析,研究了中子辐照后CLAM钢的硬化和脆化行为。结果表明,CLAM钢辐照后在室温测试时的抗拉强度和屈服强度分别为692 MPa和596 MPa,相比辐照前分别增加了29 MPa和56 MPa,表现出一定程度的辐照硬化。辐照后的韧脆转变温度DBTT相比辐照前增加了56℃,出现辐照脆化现象。与国际同类低活化钢在相近辐照条件下的测试结果对比分析,表明CLAM钢具有相对优异的抗中子辐照能力。     

基于SOI结构的辐照传感器的辐照响应特性研究

绝缘体上硅埋氧层(Silicon-On-Insulator Buried Oxide,SOI BOX)P型金属氧化物半导体场效应晶体管(Positive channel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)是用于新型高灵敏度辐射探测仪的一种关键器件。通过试验研究了SOI BOX PMOS的辐照响应特性,包括辐照偏置对SOI BOX PMOS的辐射响应灵敏度的影响、不同辐射剂量率环境下的SOI BOX PMOS的灵敏度响应差异、辐照后的SOI BOX PMOS的退火特性及其对辐射响应敏感度影响,以及SOI BOX PMOS沟道宽长比与其灵敏度的关系等,并对试验结果进行了必要的理论分析。实验结果表明:正偏置辐照的器件对电荷的收集响应灵敏度明显高于零偏置辐照的器件;阈值电压的辐照变化几乎不受退火效应影响;相比于宽沟道器件,窄沟道器件的阈值电压漂移更为明显。实验研究为新型辐射剂量探测仪的研制打下了基础。