氦注入铝的热解吸谱

用氦热解吸谱(THDS)研究了10keV,4.0×1017cm-2剂量He+辐照(200)择优取向Al的氦热解吸行为及其与升温速率的关系。结果显示,He解吸开始于270℃附近,THDS中无干扰峰存在。He解吸行为与升温速率密切相关,其解吸峰个数及峰位随升温速率的变化而改变,且不遵循通常的一级化学反应模型,而可能是多级或一级与多级化学反应的混合模型。     

热处理对201不锈钢与铝镀层界面组织转变的影响

本研究以201奥氏体不锈钢为基体,在酸性的AlCl3-EMIC(2∶1)室温熔盐中电沉积均匀致密的铝镀层,然后在570℃～680℃下对试样进行2min～100h的热处理,用SEM、EDS及XRD对热处理后的试样界面进行微观分析。结果表明,201奥氏体不锈钢表面铝镀层在570℃热处理时,界面未形成合金层;经过630℃～680℃不同时间的低温热处理,可以获得含Cr、Ni、Mn合金元素的Fe-Al合金层;670℃下,随热处理时间延长,表面逐渐由Al向低铝含量的FeAl、FeAl转变,并在界面上形成FeAl合金层。     

He/H离子辐照损伤及其对ODS钢显微硬度的影响研究

为研究氧化物弥散强化铁素体钢(ODS钢)中的He/H离子协同辐照效应,本文开展了室温条件下ODS钢的He/H离子单一及复合辐照实验,并研究了辐照损伤对其显微硬度的影响。实验结果表明:He/H离子主要分布在损伤峰值附近;H离子辐照对ODS钢显微硬度的影响大于He离子;H离子的引入导致He离子低温解吸峰消失,而He离子的注量减半则使其热解吸起始温度升高;He、H离子与材料中缺陷相互作用不同是影响显微硬度及正电子寿命结果的主要因素。     

UO2表面铝薄膜生长过程的AES原位研究

室温下在俄歇电子能谱(AES)分析仪超高真空室中,通入适量O2,促使基底U表面氧化,生成UO2,然后利用Ar+枪溅射铝箔,使铝沉积在UO2表面形成Al薄膜.沉积过程中实时采集UO2表面的AES谱和低能电子损失谱(EELS),原位分析铝薄膜在UO2表面的生长过程和膜间界面反应.研究表明,室温下, UO2表面的铝薄膜以岛状方式生长;铝与UO2之间存在相互作用,电子从铝原子向UO2中的铀离子转移,由于表面吸附氧的作用,在UO2/Al界面处存在少量的Al2O3;沉积Al原子与UO2之间发生明显的扩散行为,铝向UO2中扩散,形成了一个氧化态铀、金属铀和铝三者共存区.     

铀铌合金在O2气氛中氧化初期的XPS研究

采用X射线光电子能谱（XPS）分析研究了298K时铀铌合金的清洁表面在O2气氛中的原位氧化过程。通过分析反应各阶段U4f,Nb3d和Ols谱峰的变化,揭示了O2在轴铌合金表面吸附解离后,优先与表面Nb原子和U原子结合生成NbO、UO2-x和UO2,然后NbO进一步氧化为NbO2和Nb2O5,在氧化的不同阶段U和Nb分别向表面偏析。     

氦在bcc和fcc过渡金属中稳定性的理论研究

采用基于密度泛函理论的从头算对bcc和fcc过渡金属中氦原子的稳定性进行了研究。计算结果表明,除了V和Nb外,不管是bcc还是fcc,氦都是在替换位置最稳定。对于间隙位置,在bcc过渡金属中,氦在四面体位置比八面体位置更稳定,而在fcc过渡金属中,间隙氦的稳定位置没有规律可循。对有磁性的bcc Fe和fcc Ni进行自旋和非自旋极化研究,发现金属的磁性对间隙氦的稳定位置没有直接的影响。     

金属铀表面铝薄膜生长行为的XPS研究

在室温、超高真空条件下,采用Ar离子溅射沉积的方法在清洁金属铀表面沉积铝薄膜,并利用X射线光电子能谱分析技术原位观察铝薄膜的生长行为.结果表明,在薄膜生长过程中,铀铝界面存在较明显的互扩散行为,同时发生一定程度的相互作用,生成金属间化合物UAlx,导致铀、铝XPS特征谱发生明显变化.铀铝间的互扩散导致U 4f谱在380.4、392.7和404.2 eV处出现新的能量损失峰;而铀铝金属间化合物的生成导致Al 2p XPS谱峰向低能端偏移0.2 eV.随沉积时间的增加,能量损失峰强度逐渐增强,Al 2p峰逐渐向金属Al特征峰位置偏移,说明随铝沉积量的增加,铀铝间的扩散行为增强,铀铝相互作用生成的金属间化合物组分并非单一.在沉积过程中,铝薄膜以岛状方式生长.     

铀表面全方位离子注入渗氮处理研究

利用全方位离子注入技术在金属铀表面进行渗氮处理。结果表明,离子注入温度和脉宽是关键工艺参数;提高基体温度,明显增加氮离子在铀中的注入深度。利用俄歇电子能谱（AES）分析注入工艺参数与渗氮层深度间的关系,增加注入脉宽能明显提升含氮层深度。在其它工艺参数不变的情况下,采用60μs脉宽的渗氮层深度比40μs有显著增加,而80μs注入脉宽的渗氮层深度比低温氮离子注入深度提高一个数量级。脉冲负高压对渗氮层深度影响并不明显,但会提高氮的保持剂量。     

C掺杂对Al中He行为的影响

用离子注入技术实现了Al表面C元素的掺杂,并利用XPS,XRD,TEM和SEM研究了C掺杂对Al中离子注入He行为的影响.结果表明,掺杂的C在Al表面形成了Al_4C_3,随着C掺杂量的增加,Al表面组织的择优取向和晶胞体积发生改变,从而影响了Al中的He离子注入行为.预先掺杂的C对He离子注入Al表面的鼓泡行为有重要影响,其影响程度与掺杂剂量有关.小剂量C掺杂后,能有效抑制鼓泡的长大,并使Al表面鼓泡均匀分布;更高剂量C掺杂后,C对表面鼓泡的抑制作用减弱,甚至加剧He离子的辐照损伤,Al表面出现孔洞和剥落现象.掺杂的C对Al基体的微观结构也有很大影响.     

以铝硅合金为过渡材料的Be激光焊接接头显微结构及剪切断口分析

以AlSi合金为过渡材料,运用激光焊接技术实现Be与Be的连接.采用扫描电镜(SEM)、微控电子万能试验机和纳米压痕仪对焊接接头的显微组织及性能进行研究.结果表明:熔合区和焊缝区组织由Be与AlSi合金形成的复合相构成,熔合区宽度约10 μm左右.焊接接头剪切强度～283 MPa,剪切断裂形式属于准解理断裂,断裂部位多在焊缝区,具有以准解理为主并伴有塑性的混合型断口特征,分析认为熔合区附近热应力诱发的微裂纹、焊缝中形成的金属间化合物以及气孔是导致焊接接头失效的裂纹源.