核主泵高性能制造的可靠性分析方法

本文报告了大功率核主泵高性能制造的随机变量相关和失效模式相关的系统可靠性分析方法,针对核主泵关键部件推力轴承定位机构可靠度给出了计算示例。基于核主泵高性能制造的系统动力学和制造热力学原理,建立主要失效模式下随机变量相关的性能函数,采用一次二阶矩法计算关键零部件各个失效模式的可靠度。根据核主泵系统多物理场耦合作用的串并联关系,考虑不同失效模式之间的相关性,将系统可靠度计算转化为多维正态积分求解,通过微分等效递归算法降维计算系统可靠度。核主泵高性能制造可靠性分析结果表明,在随机变量相关情况下,失效模式独立近似的可靠度较失效模式相关的可靠度偏低,系统可靠性评估趋于保守。     

强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能

用扫描电镜（SEM）、表面轮廓仪、X射线衍射仪（XRD）、电子探针（EPMA）和显微硬度计等方法,研究了强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能。结果表明,HIPIB辐照使硬质合金表面发生快速重熔和Co粘结相的优先烧蚀,导致六方α-WC相向立方β-WC1-x相转变,形成丘状凸起重熔烧蚀形貌;硬质合金表面硬度随束流密度和辐照次数的增加先增加后减小,归因于辐照硬质合金表面重熔致密化、Co粘结相优先烧蚀、β-WC1-x相转变以及表面微裂纹的产生。     

Numerical Study on the Two-Dimensional Temperature Fields of Titanium/Aluminum Double-Layer Target Irradiated by High-Intensity Pulsed Ion Beam

Interaction between high-intensity pulsed ion beam (HIPIB) and a double-layer target with titanium film on top of aluminum substrate was simulated. The two-dimensional nonlinear thermal conduction equations, with the deposited energy in the target taken as source term, were derived and solved by finite differential method. As a result, the two-dimensional spatial and temporal evolution profiles of temperature were obtained for a titanium/aluminum double-layer target irradiated by a pulse of HIPIB. The effects of ion beam current density on the phase state of the target materials near the film and substrate interface were analyzed. Both titanium and aluminum were melted near the interface after a shot when the ion beam current density fell in the range of 100A/cm2 to 200A/cm2.     

不同载荷条件下浸银石墨材料水润滑摩擦磨损性能研究

采用环-块式摩擦磨损实验机,研究了水润滑条件下不同载荷和滑动时间对浸银石墨材料摩擦磨损性能的影响,利用表面轮廓仪和扫描电子显微镜对浸银石墨材料在磨合阶段和稳定磨损阶段的磨损行为进行分析和探讨。结果表明:滑动时间1 h内为磨合阶段,随载荷增加浸银石墨在水润滑条件下的摩擦系数降低,比磨损率增大。滑动时间5 h达到了稳定磨损阶段,高载荷导致浸银石墨在水润滑条件下的摩擦系数和比磨损率降低。在浸银石墨的稳定磨损阶段,500 N载荷下的摩擦系数最低,为0.038,700 N载荷下的比磨损率最低,为2.26×10^(-7)mm^(3)/Nm。高载荷条件下,浸银石墨在磨合阶段和稳定磨损阶段展现出相似的磨损机制,浸银石墨表面石墨区域发生较大磨损,增强的银颗粒支撑了水润滑界面间的载荷作用,边界润滑状态的局部流体润滑作用和小尺寸磨屑的自润滑作用,降低了浸银石墨材料的摩擦系数和比磨损率。     

离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

采用MEVVA离子源将Cr、Y、Nb离子分别注入γ -TiAl金属间化合物 ,注入能量 50—6 0keV ,注入剂量为 1× 10 17cm- 2 ,研究γ -TiAl在 10 0 0℃空气中的循环氧化行为。结果表明 ,Cr离子和Y离子注入对γ -TiAl的高温氧化性能均没有明显影响 ;Nb离子注入γ -TiAl,在氧化初期 ,抗氧化性能得到显著提高 ,但随着氧化过程的继续 (超过 10 0h) ,这种改善作用逐渐降低。实验发现 ,通过离子注入和基体合金化向γ -TiAl中加入相同元素 ,由于工艺过程的差异 ,对其高温氧化性能的影响不同。在长时间高温氧化 (10 0 0℃ )条件下 ,离子注入表面改性无法达到提高γ -TiAl抗氧化性能的目的     

强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质密封材料表面改性研究

利用离子能量为300 keV,束流密度为300 A/cm~2,功率密度为10~8W/cm~2,脉冲宽度为70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对用于核主泵轴密封的WC-Ni硬质合金材料进行了表面辐照处理,辐照次数分别为1,5.10次.利用XRD,SEM和EPMA研究了HIPIB辐照前后WC-Ni硬质合金表层相组成,表面形貌和元素分布的变化.借助显微硬度计和环一块式靡损仪测试了辐照前后硬质合金表层的性能.结果表明,HIPIB辐照硬质合金表层发生由六方碳化物WC向fcc碳化物β-WC_(1-x)转变,转变量随着辐照次数的增加而增加.HIPIB辐照引发硬质合金表层快速重熔和Ni黏结相的择优烧蚀,形成了许多丘状表面凸起,且随着辐照次数的增加,丘状凸起的尺寸增大,当辐照次数增加至10次,形成了网状峰-谷起伏结构的重熔烧蚀表面形貌,且具有微区光滑致密化特征.由于HIPIB辐照应力波的显著作用,辐照后硬质合金表层沿深度方向显著硬化.10次辐照后硬化层深度可达160μm,表面摩擦系数降低38%,耐磨性提高近3倍.     

基于调频连续波的双基逆合成孔径雷达研究

在双基地雷达模型的基础上,研究了应用调频连续波（FMCW）雷达进行双基逆合成孔径雷达（ISAR）成像的具体问题。首先对双基体制下FMCW雷达的回波信号进行详细分析,从回波信号相位中提取出采用FMCW信号所特有的距离快时间和方位慢时间耦合项,分析该耦合项在距离多普勒域的形式及其对目标一维距离像的影响,并采用相应的补偿算法进行补偿。仿真结果表明：所述补偿算法能有效改善采用FMCW信号导致的散焦现象,获得聚焦良好的目标成像图。     

Y，Er离子注入对γ—TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

采用金属蒸气真空电弧(MEVVA)离子源将稀土Y,Er离子分别注入γ-TiAl金属间化合物,注入能量为50～60 keV,注入剂量为1×1017 cm-2.研究了γ-TiAl在空气中800～900℃,200 h的循环氧化行为.结果表明,Y,Er离子注入γ-TiAl的氧化增重比原始试样均未见明显减小,同时出现了严重的氧化膜剥落现象.不同于稀土改善Fe,Co和Ni基高温合金抗氧化性能,Y,Er离子注入不具有增加氧化膜粘附性,改善γ-TiAl抗氧化性能的作用.     

核主泵电机轴承用碳化钨插件的试验研究

碳化钨插件是核主泵电机推力轴承中重要的安全部件,对推力瓦作轴向与径向限位。碳化钨插件工作在强放射性的高压水中,具有耐高压、耐辐照、耐磨损和耐腐蚀的特点。在对其进行线切割后,新增磨削工序,以消除表面微裂纹,通过该工艺改进,解决了部分插件冲击强度不达标的问题。     

强流脉冲离子束辐照镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能

采用强流脉冲离子束在束流密度为200 A/cm2、辐照次数为1~10次条件下对AZ31镁合金微弧氧化膜进行辐照改性处理。采用扫描电子显微镜对氧化膜的表面及截面形貌进行表征;在Princeton Applied Research(PAR)2273型电化学工作站测量氧化膜的极化曲线。结果表明:在束流密度200 A/cm2、5次辐照条件下氧化膜表面获得连续、致密的改性层;以3.5%NaCl溶液为腐蚀液,氧化膜表面发生的腐蚀过程由辐照前的活化溶解向辐照后的钝化-孔蚀击穿转变;在束流密度200 A/cm2、5次辐照条件下击穿电位提高到最大值-800 mV(vs SCE)。强流脉冲离子束辐照产生的连续致密改性层是氧化膜耐蚀性改善的主要原因。