铁素体钢中氢对材料辐照肿胀行为的影响

利用离子加速器将氢离子注入ＪＦＭＳ合金试样，在超高压电子显微镜下进行了电子辐照，对辐照空洞的形成过程进行原位观察，模拟研究了核反应生成的氢对材料辐照肿胀的影响。实验结果表明，注氢主要对照空洞的形核产生促进作用。并由此促进材料的辐照肿胀。在５７０Ｋ辐照时，氢的这一促进辐照空洞形核的作用尚不十分明显。随着辐照温度的升高其作用农渐增强，在６７０Ｋ辐照时，注氢可使辐照空洞的数密度增加一个数量级，材料的辐照     

氧化物弥散强化铁素体钢的电子辐照行为SCIEI

本文利用超高压电子显微镜进行电子辐照实验，分析了我国试制的氧化物弥散强化（ＯＤＳ）铁素体钢的辐照行国．在６７０－７２０Ｋ下辐照时观察到了辐照空洞的形成．辐照条件为７２０Ｋ，９ｄｐａ时的辐照肿胀率小于０．１％．同时在电子衍射图样中发现了明显的衍射环，分析表明这些衍射环的出现是由于电子辐照促进了Ｙ２Ｏ３微细相形成的缘故．     

金属W中辐照缺陷的产生、演化与热回复机制

金属W是核聚变反应堆中面向等离子体部件的主要候选材料。服役期间,钨部件需要承受高温、高通量聚变反应中子轰击带来的辐照级联损伤。这些损伤主要表现为高浓度的点缺陷及团簇。它们与氢氦等离子体、嬗变反应的多种产物相互作用,导致辐照硬化、韧脆转变温度升高、导热能力下降等问题。本文围绕金属W的辐照级联损伤,基于显微缺陷实验表征与材料多尺度模拟计算,系统总结了辐照缺陷的产生、演化与热回复行为及作用机制。这些信息反映了材料中辐照缺陷特征的统计规律,构成定量描述微观损伤组织随时间尺度与空间尺度变化的依据,有利于钨部件性能的预测、服役可靠性评价以及未来新型材料部件的研发。     

室温注氢Fe-Cr合金在不同温度退火后位错环的表征

利用透射电子显微镜, 通过构建位错环在不同晶带轴下的投影图结合位错环消光判据, 对室温注氢后Fe-9%Cr模型合金在400、500及550℃退火形成的1/2 〈111〉和〈100〉两种类型的位错环进行了表征. 实验结果表明, 室温注氢Fe-9%Cr合金中柏氏矢量为〈100〉型位错环的数量随着退火温度的升高而逐渐增加. 在400和500℃退火后, 〈100〉型位错环所占比例分别为16.48%、92.78%;当退火温度升高到550℃时, 位错环全部转变为〈100〉型位错环. Fe-9%Cr合金中位错环类型转变温度区间为400~500℃, 与纯铁相比, 添加Cr元素能够使位错环类型转变温度升高.      

Ti/AlN/Ti/AlN复合涂层的制备和阻氘性能研究

为提高AlN涂层的稳定性和阻氚性能,提出“Ti-AlN”复合结构涂层。采用磁控溅射法在316L不锈钢基体表面制备了结构致密、总厚度约500 nm的Ti/AlN/Ti/AlN复合涂层。对涂层样品进行不同的真空热处理后,采用SEM、XRD、AES等手段分析涂层样品在热处理前后的微观形貌和结构变化,并对样品在200-600 ℃的阻氘性能进行测试和分析。结果表明,仅热处理温度为760 ℃时,Ti-AlN界面反应生成少量的Al3Ti相。在所有涂层样品中,热处理温度为700 ℃、升温速率为1.5 ℃/min的复合涂层表现出最优的阻氘性能,其600 ℃的PRF（Permeation Reduction Factor）高达536。当热处理温度升高至760 ℃或升温速率达到2.5 ℃/min时,表层AlN层的开裂程度更为严重,并导致涂层的阻氘性能显著降低。另外,所有涂层样品的PRF（阻氘性能）均随渗透温度的降低而急剧减小,表明氘气渗透过程中的温度变化会导致复合涂层阻氘性能失效。     

CLAM钢TIG焊后的热处理工艺研究

为了解决利用钨极氩弧(TIG)焊方法焊接的CLAM钢在焊缝区存在的强度、硬度增加而韧性减弱的问题,从回火温度、回火时间以及重复回火等方面研究了回火对焊缝区硬度的影响,得到了回火温度选择为760℃、回火时间选择为2 h和在760℃保温1 h回火,重复进行两次的两种最佳热处理工艺.     

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。     

杂质分布对稀土金属钆水中腐蚀性能的影响

作为磁制冷工质的稀土金属钆(Gd),由于长期处于热交换介质水中,而钆本身化学稳定性差,室温下即可与水发生析氢反应,所以钆在水中的腐蚀行为研究对磁制冷机的开发有着重要意义.通过失重法、极化曲线法、扫描电镜观察及X-射线能谱分析表明,杂质含量相近、杂质细小且弥散均匀的金属,与杂质较大但集中分布的金属相比,腐蚀严重.     

钆颗粒的制备及性能研究

采用两种不同方法制备了钆球与钆颗粒,并对两种材料的磁性能进行了研究.结果表明,由于机加工带来的应力应变及不规则尺寸,导致钆颗粒的磁性能不同于钆球.首先,机加工制备的颗粒,尽管其氧含量比加工前高出一倍,而离心雾化法制得的钆球氧含量基本不变,钆颗粒与钆球的最大磁熵变相差不大;其次,钆颗粒与钆球的居里温度存在偏差,分别为293K和296K;再者,在相同磁场下,居里温度以上温区,钆颗粒的磁熵变趋于平缓,且大于钆球的磁熵变,这种趋势在高磁场下更为明显.     

中国液态锂铅包层材料研究进展

液态锂铅包层是国际上普遍关注和最有发展潜力的聚变堆包层概念设计之一,而包层材料是液态锂铅包层的核心问题之一.目前,液态锂铅包层普遍选用低活化铁素体/马氏体钢(RAFM钢)作为结构材料,液态锂铅作为中子倍增剂及氚增殖剂.另外,部分设计采用了耐高温、电绝缘流道插件作为功能材料,以降低磁流体动力学效应及提高冷却剂出口温度(高于700℃).为适应液态包层的发展需求,中国科学院等离子体物理研究所FDS团队联合国内外相关研究单位,进行了具有中国自主知识产权的中国低活化马氏体钢(CLAM钢)及液态锂铅包层功能材料研发,并开展了锂铅热对流及强迫对流回路的设计、研制及腐蚀实验研究,以研究液态金属锂铅的流动特性及其与结构和功能材料的相容性.同时建立了聚变堆材料数据库平台,为促进中国聚变堆液态包层及材料技术的研究和发展提供数据支持.