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-10wt%Mo合金与LT24Al的反应层性质研究

对U-10wt%Mo合金和LT24Al合金的反应层性质做了较详细的研究.将U-Mo/Al扩散偶试样在不同条件下进行热压处理,用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析反应层的厚度,用能谱仪(EDS)分析各元素在反应区内的分布情况,用X射线衍射仪(XRD)测定了反应层的相组成.分析结果表明:U-Mo合金与Al的扩散方式是反应扩散,方向主要为Al原子通过空位扩散向U-Mo合金中迁移;反应层生长动力学表明反应为扩散所控制;U-Mo/Al的单相反应层主要由(U, Mo)Al3组成;两相或多相反应层主要由(U, Mo)Al3和(U, Mo)Al4组成,此外还含有Al20Mo2U;Al中的杂质Si容易在反应层中富集,这种趋势说明Si对改善U-Mo合金和Al的相容性起积极作用.     

U-Mo合金与Nb的互扩散行为

采用包覆热轧法制备U-Mo/Nb固相复合扩散偶，在760℃下对U-Mo/Nb固相复合扩散偶进行不同时间（3～15h）的扩散热处理，得到了不同厚度的扩散层。对热处理时间与扩散层厚度间的关系进行了线性拟合，观察到扩散层生长起初具有一段孕育期。对热处理后扩散层进行了SEM分析和EDS分析，初步讨论了扩散偶长时间热处理后靠近U-Mo合金一侧出现裂纹的原因。对扩散偶热处理后扩散组元分布进行了深入分析，观察到长时间的热处理扩散层厚度的增加只是U元素在Nb基体中的均匀化过程。     

不同温度下Al-Si共晶合金与Zr-2合金的相容性研究

用粉末冶金工艺制备了Al-Si共晶合金与Zr-2合金扩散偶,研究了不同等温热处理温度和时间条件下扩散偶的相容性.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)技术分析了扩散偶界面处的微观形貌和元素分布,讨论了扩散层形成机理.结果表明,环境温度及材料状态显著影响扩散偶之间的相容性.650℃时,液态Al-Si合金对Zr-2合金的浸润和扩散形成了较明显的以Zr3Al化合物为主的扩散层;560℃时,扩散元素之间仅产生固态扩散,形成的扩散层很薄;350℃时,扩散系数更小,几乎未发生扩散和形成扩散层,Al-Si共晶合金与Zr-2合金之间具有良好的相容性.     

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...     

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)。     

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-Zr／Al-Si的互扩散行为

通过弥散体和扩散偶堆外退火试验，研究了Zr添加到U-Mo合金对U-Mo-Zr和Al-si反应的影响。Zr含量为1wt．％、2wt．％和4wt．％的U-7wt．％Mo合金锭由真空感应熔炼而成，采用离心雾化法制成粉末。对经γ相热处理过的U-7Mo-Zr合金进行高温退火试验，研究其γ相稳定性。X射线衍射分析结果表明：U-7Mo-Zr合金的γ相分解与U-7Mo合金类似。为研究互扩散行为，使用U-Mo-Zr粉末和Al-（0、0．4、2、5）wt．％Si合金粉末制备了弥散型样品。采用和弥散型样品化学成份相同的材料制备了扩散偶样品并进行了退火试验，以比较弥散型样品和扩散偶样品的互扩散行为。高Zr含量的弥散型样品在600℃时互扩散速度小幅增大，而扩散偶样品表明Zr添加到U-7Mo中降低了反应增长速度。Si能够减缓反应增长速度。U-Mo合金中添加的Zr没有在反应层中富集，而添加到～中的Si在反应层富集。U-Mo-Zr／Al-Si扩散偶中形成的反应产物为富Si的U（Si、Al）2。     

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.     

Preparation of NaK Alloy

正The NaK preparation loop is used for preparing NaK alloy,which is used for cold trap in the primary loop of China Experimental Fast Reactor(CEFR).The loop is reconstructed in test room in F104.The design program on on-line weighting loop of NaK alloy preparation is established by using of the method of pipeline transport based on the working principle of electronic     

锆-铌合金的氢化

将锆-铌合金在880 ℃下氢化,然后辅以慢速冷却补充吸氢的工艺,最终可以实现氢化锆的H/Zr原子比达到1.80以上,并且无裂纹.在氢化过程中,原锆-铌合金中的铌以弥散小颗粒状的形式析出,并分散分布在氢化锆基体中;H/Zr原子比由最终停止氢化的温度和系统的氢气压力所决定;氢化时降温速度和氢气流量的控制对防止氢化锆的开裂起重要作用.X-射线衍射分析和金相观察表明,H/Zr原子比达到1.80以上的氢化锆为单一ε相,组织形貌呈平行条带状.     

Mo-Re合金薄膜的辐照效应研究

使用离子注入技术,将200 keV氤离子注入到Mo-Re合金薄膜中,实现对薄膜的表面选区辐照改性.该薄膜的合金成分用X射线荧光光谱(XRF)测出.利用白光干涉表面形貌仪,测量了辐照区的溅射刻蚀深度和表面粗糙度,评价了合金成分对薄膜辐照行为的影响.结果表明适量Re的加入能够显著提高合金薄膜的抗溅射能力.     

锆铀合金氢化研究

锆铀合金通过氢化可制得U-ZrH_x燃料。合金中加入0.2—0.4wt%碳,有效地防止了燃料棒氢化过程中出现开裂的现象。氢化系统采用常压、高温、小流量的通氢方式,分级保温保压慢速冷却的氢化工艺及调整最终的氢化温度和压力,能够控制U-ZrH_x燃料的氢锆原子比H/Zr,以满足使用要求。     

690合金与152合金焊接热影响区微观组织研究

应用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪研究了压水堆(PWR)压力容器(RPV)控制棒驱动机构(CRDM)管嘴690合金与152合金焊接热影响区上部、中部和根部的残余应变分布、显微硬度、晶粒平均取向差(GAM)、晶粒边界显微结构和金相特征。研究结果表明:残余应变从上部到下部逐渐减少,最大残余应变5.15%,位于最后焊接的上部热影响区;重合位置点阵∑3边界平均分数从上部到下部逐渐增加,最小∑3边界平均分数是46.6%,显著低于基体金属的68%。因此认为,最后焊接的上部热影响区具有最高应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。     

Ti—Mo合金氘化物热解吸过程研究

采用非零初压热解吸法研究了不同钼含量的钛钼合金TiMo_x(x=0.03、0.13、0.25、0.50、1.00,Mo与Ti原子数之比)氘化物的热解吸动力学,测试了氘解吸量与解吸时间的关系,应用反应速率分析方法得到了其热解吸速率常数k_d和热解吸表观活化能E_d;并与氕化物的热解吸动力学行为进行了比较。结果显示,x=0.03时,合金氕化物E_d小于氘合金化物E_d,与钛放氢动力学同位素效应一致;x=0.13、0.25时,氕化物E_d大于氘化物E_d;x=0.50、1.00时,氕化物与氘化物的E_d差别不大。通过初始解吸时合金中氕、氘含量的比较,结合室温下合金吸氕、氘量及物相结构,对合金放氢动力学同位素效应的本质进行了探讨。     

铀铌合金中铌的测定

本文介绍了氯代磺酚Ｓ直接分光光度法测定铀铌合金中的铌．方法具有简便、快速、灵敏度高等优点。可测铀铌合金中１％～１０％的铌．回收率为９９％～１０２％。     

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.     

Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金热变形行为

应用Gleeble-1500热模拟机对Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金进行热压缩试验,研究该合金在600～980℃和应变速率0.001～50 s-1条件下的热变形行为.根据材料动态模型,计算并分析该合金的加工图.利用加工图确定了热变形的流变失稳区,并获得了试验参数范围内两个区域热变形过程的如下最佳工艺参数:热加工温度600～630℃,应变速率0.001 s-1;热加工温度高于980℃,应变速率1～10 s-1.