热处理对U-Mo/Nb互扩散行为的影响

采用包覆热轧法制备了U-Mo/Nb固相复合扩散偶.分别在760℃和790℃温度下对U-Mo/Nb固相复合扩散偶进行了不同时间的扩散热处理.用能谱法(EDS)测定了扩散偶不同热处理时间后的扩散层厚度;并采用非线性拟合方法研究了扩散层厚度与热处理时间的关系.结果显示,2种温度下扩散层厚度与时间的拟合结果存在较大差异.     

U-Mo合金γ相稳定性研究

研究了U-Mo、U-Mo-X（X＝Ti、V、Si）合金及U-Mo/Al、U-Mo-X/Al扩散偶界面层的γ相稳定性,探讨了合金元素和退火工艺对γ相稳定性的影响。结果表明：Mo含量越高,U-Mo合金的γ相稳定性就越高;U-6.5Mo-0.5Si合金的γ相稳定性较高,是因为U Si混合焓较低,但加入Si易导致形成USi_x脆性相;而U-6.5Mo-0.5Ti和U-6.5Mo-0.5V合金的γ相稳定性较差,是因为Mo在Ti、V体系内具有较低的混合焓,易形成固溶体或金属间化合物,导致γ相贫Mo;随着退火温度从500℃升高至600℃,γ相发生共析分解,扩散层的γ相数量减少,α相增多,α相成为Al的快速扩散通道,促使形成UAl₄、UMo₂Al₂₀和U₆Mo₄Al₄₃等富Al相。     

U-Mo合金与Al扩散反应特征研究

采用扩散偶方法研究了U-Mo合金与Al扩散反应特征.扩散偶以热压方式实现持续贴合.实验在真空热压炉中完成,热压温度550-570℃,时间5～21 h.结果表明:U-Mo/Al扩散层界面形貌和成分与扩散层厚度有关;在扩散层界面处U、Mo和Al的含量突变;U-Mo侧扩散层产物主要为(U,Mo)Al3,Al侧产物为(U,Mo)Al4和UMo2Al20.U-Mo/Al扩散反应是Al越过U-Mo/Al原始界面向U-Mo侧扩散并发生固体反应和扩散层向Al层生长的过程.     

U-Mo合金与Zr-4合金的扩散层性质研究

本文对U-Mo合金与Zr-4合金的扩散层性质进行了研究。三明治结构的U-Mo/Zr-4扩散偶在760~800℃下包覆热轧后,保温10~66 h。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了扩散层的形貌和厚度,采用波谱仪(WDS)分析了各元素在扩散区内的分布情况,采用X射线衍射仪(XRD)测定了扩散层的相组成。分析结果表明,即使在800℃的高温下,U-Mo/Zr-4的扩散程度依然微弱,表现出良好的相容性;U-Mo/Zr的扩散层中间出现裂纹,裂纹两侧的扩散层相组成明显不同,靠近U-Mo侧为富Mo相,其主要是以化合物ZrMo_2为基的固溶体;靠近Zr-4侧的为富Zr相,其主要是以化合物UZr_2为基的固溶体;裂纹认为是由U和Zr不等量的原子交换所造成的。     

U-Mo合金与Zr合金的相容性研究

采用扩散偶方法研究U-Mo合金与Zr的相容性。扩散偶采用包覆热轧法制备,热处理温度为750℃和800℃,热处理时间为10 h和50 h。结果表明:U-Mo合金与Zr合金间的扩散层有分层现象,在U-Mo/Zr界面扩散反应成分复杂界面处存在类似Mo2Zr的析出物。经X射线衍射(XRD)检测表明U-Mo/Zr扩散层由M2Zr、UZr2和U等组成。U-Mo/Zr的扩散过程是U和Mo原子向Zr扩散,Mo优先与Zr反应生成Mo2Zr、U通过Mo2Zr扩散形成γ-(U,Zr)固溶体的过程。U-Mo合金与Zr具有良好的相容性。     

U-10Mo/Al-Si固体扩散行为

采用扩散偶方法研究U-10Mo合金与Al-xSi(x＝0,1,2,5,7,9,质量分数)合金的固体扩散行为。实验在真空热压炉中完成,退火温度为555、570、580、590和595℃,时间为5～10h。实验结果表明：退火条件对扩散行为有显著影响,580℃是U-10Mo/Al-xSi扩散行为的重要分界点;当温度低于580℃热压退火处理时,扩散层厚度随Si含量的增加先急剧减小然后缓慢增大;当温度高于580℃时,扩散层的厚度随Si含量的增加而增加。Si含量较高(≥2%)的扩散偶扩散层厚度比低Si含量的小,扩散层呈3层结构,靠近Al-Si侧出现贫Si区。成分分析显示：Si含量较高的扩散偶,靠近U-Mo侧的扩散薄层中出现Si的富集,其成分为(U,Mo)(Al,Si)_x (x≤3);靠近Al-Si合金侧的扩散层成分为(U,Mo)(Al,Si)_x (x＞3)。     

弥散燃料板芯体中U-Mo/Al-Si合金基体反应层性质研究

针对弥散型燃料板采用实验方法分析U-Mo燃料相与Al-Si基体反应层的性质。实验结果表明:反应层主要出现在U-Mo燃料颗粒的内部微裂纹处及燃料颗粒与基体界面处,其形貌和厚度均不规则。U-Mo与Al-Si遵循空位扩散机制,扩散过程主要为Al、Si向U-Mo合金的扩散。在反应层中Al含量基本维持不变,Si含量沿基体-燃料相方向递增,并聚集在U-Mo侧的反应层中。当基体中Si含量达到5%时,可明显抑制扩散反应的进行,从而改进燃料板性能。     

U-10Mo/Al-2Si扩散层性质研究

采用热压扩散偶方法研究了U-10Mo/Al-2Si的扩散层性质.实验在真空热压炉中完成,温度550～570℃.时间5～21 h.结果表明:扩散层随时间的延长和温度的提高而增厚;U-Mo侧生成了抑制U-Mo/Al的扩散反应,Si含量高达47.4%(原子分数)的富Si层.从U-Mo侧到Al-2Si侧,U和Mo的含量递减而A...     

铝-铝锂合金扩散层的互扩散研究

研究了Al-Li合金为芯体、Al-Mg-Cu-Si合金为包壳的扩散偶,经共挤压及520℃/2h固溶处理后,芯体与包壳间的互扩散现象。实验证明,芯体与包壳间的扩散层——Al(Li-Mg-Cu-Si)的形成和长大与固溶处理条件、挤压工艺、芯坯和包壳坯表面状态有关。采用离子探针和质谱仪测定锂在包壳中的扩散深度为0.16mm和0.25mm,锂在包壳中的扩散系数为6.1×10~(-9)cm~2/s。     

WDXRF法测定U-Mo合金中Mo含量

介绍了波长色散型X射线荧光光谱法(Wavelength Dispersive X-Ray Fluorescence,WDXRF)测定U-Mo合金中Mo含量的分析方法.本方法用HNO3溶解样品,制成滤纸片试样,采用WDXRF光谱仪测定U-Mo合金试样的Mo含量.实验结果表明:本方法适用于Mo含量为1％～6％的U-Mo合金...     

CARR用U-Mo合金燃料的堆芯物理方案研究

U-Mo合金燃料具有铀密度高、辐照稳定性好和后处理简单等优点,是未来研究堆燃料的理想选择。在保持中国先进研究堆(CARR)主体结构不变的基础上,使用合适的U-Mo合金燃料替换CARR现有燃料,进行堆芯方案初步研究。通过对中子注量率、循环长度等关键参数的对比分析,给出了较优的堆芯物理设计方案。该堆芯物理方案具有更好的设计参数,并可节省大量的燃料经费支出,提高了反应堆运营的经济性。     

U-Mo合金成分均匀性工艺研究

对真空感应熔炼采用的石墨坩埚涂层材料及其制备工艺、合金成分均匀性控制进行了研究.结果表明:涂层选用加入5wt%～10wt%二氧化钛稳定的氧化钙材料,经真空烧结而成,将能提高其稳定性;金属钼片靠坩埚底部装料有利于成分均匀;熔炼温度在1480℃、时间8min左右,控制钼含量的成分均匀性和合金中杂质元素碳的综合效果较合适;晶粒基本上为等轴晶,晶粒等级为6.4级(35μm左右),晶粒中心钼含量要比晶粒边界要高;合金未浇注影响了合金相的组成;并形成以α-U相为主的金相结构.要保持尽可能多的亚稳γ相,必须对合金进行浇注,以加快冷却速度.     

中国核动力院U-Mo合金燃料研究现状及进展

目前,U-Mo合金燃料是研究试验堆新一代燃料的研究重点.文章介绍U-Mo合金燃料在中国核动力研究设计院(NPIC)的研究现状和进展.NPIC于2006年正式开始研制U-Mo合金弥散燃料元件,几年间开展的研究工作主要有:U-Mo合金熔炼,γ相U-Mo合金粉末制备,(U-Mo)-(Al-Si)弥散燃料板制造工艺研究,U-Mo合金与基体材料、包壳材料和阻挡材料诸如Al、Nb、Zr、Mg等的相容性研究,Si添加到Al基体中对U-Mo/Al反应的影响以及U-Mo合金燃料成分分析及无损检测方法研究等.目前,NPIC已制备出基本满足要求的(U-Mo)-Al弥散燃料板,并计划于2010年前掌握满足技术要求的改进型(U-Mo)-Al弥散燃料板的制造技术.     

氘在Incoloy800H合金材料中的扩散渗透行为

采用气相渗透技术研究了氘在Incoloy800H合金材料中的扩散渗透行为,利用高温气相渗透实验装置和四极质谱仪测定了450～600 ℃温度范围内、氘压110 kPa下氘的渗透实验曲线,计算得到了氘在Incoloy800H合金材料中的渗透率和扩散系数。结果表明,渗透扩散过程为扩散控制,得到的渗透率、扩散系数与温度的关系式均符合Arrhenius关系。     

氘在Ti-32Mo-5Nb合金中的行为

利用质子增强背散射和Ｘ射线衍射等方法,对氘在β相相的Ｔｉ－３２Ｍｏ－５Ｎｂ合金中的深度分布及Ｔｉ３２－Ｍｏ－５Ｎｂ合金吸氘前后的相结构等进行了分析研究。结果表明：该合金在低温阶段的吸氘速率明显现于纯钛,平均氘钛原子 ２．５,其中一部分氘与合金中的钛生成ＴｉＤ１．９７１,另一部分氘则固溶在Ｔｉ－３２Ｍｏ－５Ｎｂ合金中。     

表面自纳米化对钛合金与不锈钢的扩散焊接的影响

用恒温恒压扩散焊接法实现了表面纳米化后的TA17近α型钛合金与OCr18Ni9Ti不锈钢的连接.焊接材料用气动喷丸方式进行表面自纳米化.利用液压万能试验机测试了接头拉伸强度,并对焊接接头及断口形貌和组织进行了扫描电镜观察及能谱分析.结果表明:接头界而附近出现了不同的层,在不同温度下的焊接接头组织及分布大致相同;与未对材料进行表面自纳米化处理相比,材料经表而自纳米化处理后,加快了被焊偶件的接触进程,提高了原子的扩散速率和焊接接头的强度,并缩短了焊接时间.     

纳米镍粉在钛合金-不锈钢扩散焊接中的应用

采用恒温恒压扩散焊、相变超塑性扩散焊、冲击加压扩散焊对直接对焊和加纳米镍粉中间层的钛合金-不锈钢焊接接头进行了研究。测试了接头强度,并进行了断口形貌观察和组织分析,结果表明：3种试验方法中,恒温恒压扩散焊所得接头强度较小,而冲击加压扩散焊所得接头强度较高;直接扩散焊时,接头上两种基体材料之间的互扩散程度很大程度上影响了钛合金-不锈钢接头的强度;采用纳米镍粉作中间层能形成强度较高的接头,达到了213MPa、但纳米镍粉的致密度不够高,接头的强度在很大程度上受到了限制。