【摘 要】
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核反应堆包壳管在失水事故中会因剧烈的高温蒸汽氧化而破裂,从而引起核燃料泄露的严重后果.为此,本工作研究了核包壳Zr-Sn-Nb合金1000～1250℃蒸汽氧化行为.采用增重法计算了蒸汽氧化试样单位面积的质量变化,通过扫描电子显微镜观察了蒸汽氧化试样截面形貌并测量了氧稳定α相层(α-Zr(O))和氧化锆层(ZrO2)厚度,得到Zr-Sn-Nb合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO2层生长动力学曲线.结果表明:1000℃蒸汽氧化时,α-Zr(O)层生长动力学曲线始终服从抛物线规律;氧化1500 s后,合金氧化增
【机 构】
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西北工业大学材料学院,陕西西安710072;中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料国家重点实验室,四川成都610041
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核反应堆包壳管在失水事故中会因剧烈的高温蒸汽氧化而破裂,从而引起核燃料泄露的严重后果.为此,本工作研究了核包壳Zr-Sn-Nb合金1000～1250℃蒸汽氧化行为.采用增重法计算了蒸汽氧化试样单位面积的质量变化,通过扫描电子显微镜观察了蒸汽氧化试样截面形貌并测量了氧稳定α相层(α-Zr(O))和氧化锆层(ZrO2)厚度,得到Zr-Sn-Nb合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO2层生长动力学曲线.结果表明:1000℃蒸汽氧化时,α-Zr(O)层生长动力学曲线始终服从抛物线规律;氧化1500 s后,合金氧化增重和ZrO2层生长动力学曲线由抛物线转变为直线规律,ZrO2层内产生大量裂纹.1100～1250℃蒸汽氧化时,合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO2层生长动力学曲线均服从抛物线规律,ZrO2层结构始终保持完整.Zr-Sn-Nb合金的抗氧化性能优于Zr-4合金,其ZrO2层和α-Zr(O)层生长速度慢于Zr-4合金.
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为改善Ti6A14V (TC4)合金作为骨科硬组织植入物长期在人体内服役时发生细菌感染及体液腐蚀后有害离子释放的弊端,采用溶胶-凝胶法梯度动态升温处理氧化锌(ZnO)溶胶,分别在TC4表面成功制备了纳米ZnO涂层和ZnO/PDA(聚多巴胺)复合涂层.系统分析了2种涂层的物相结构、微观形貌、涂层结合力、润湿性以及在模拟体液中的耐腐蚀性能.结果 表明:TC4基材上所制备的ZnO/PDA复合涂层相较于单一ZnO涂层具有更为均匀的纳米ZnO颗粒分布,PDA对金属离子的螯合作用通过Ti-O-Zn键促进了基底与ZnO
通过化学镀再电化学氧化的方法在铜片表面制备出带有微米微坑和微米微球的均一NiO/Ni(OH)2和B掺杂的NiO/Ni(OH)2(B)2种电极材料,采用扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(xPs)和电化学技术对所制备的2种电极材料进行表征和电化学性能测试.SEM、XRD和XPS的测试结果表明,所制备的2种电极材料由Ni、NiO和Ni(OH)2组成,并且NiO/Ni(OH)2(B)中B的掺杂量可达14.6％(质量分数).循环伏安测量和恒电流充放电试验表明,2种电极材料均
以0.1 mm厚的Ti箔作中间夹层,使用低功率激光-TIG复合焊的方式对SiCp/6061-T6AlMMCs进行焊接,并对接头的宏观形貌、显微组织、物相、电阻率、抗拉强度及断口形貌进行分析.结果表明:激光功率对焊缝的成形有着较大影响;Ti箔的加入基本抑制了焊缝中针状Al4C3的生成,并生成TiC增强相以及条状TiAl3;焊缝区为等轴晶组织,熔合区为柱状晶组织,热影响区组织变化不明显;随着激光功率的增加,接头的电阻率呈现出增加的趋势,并明显高于母材;在554W时,接头的抗拉强度可达196.98 MPa,是母
采用熔盐燃烧合成了Ni-F共掺的纳米LiNi0.03Mn1.97O3.95F0.05(LNMOF)正极材料.结果 表明,Ni-F共掺显著提高了材料的倍率性能、循环稳定性及初始比容量,在5、10、15和20 C倍率下,首次放电比容量分别为101.4、92.5、89.4和66.8 mAh.g-1,循环1000次后容量保持率分别为77.9％、70.8％、70.9％和72.9％.循环伏安和电化学阻抗测试结果表明,与LiMnzO4样品相比,LNMOF正极材料有较低的表观活化能24.72kJ.mol-1与较大的锂离子
采用帽形试样,对一种典型近α型Ti-6Al-2Zr-lMo-1V钛合金在不同应变率条件下的绝热剪切特征进行了研究.结果表明:合金的动态真应力-应变曲线呈现典型的3阶段特征,分别对应于应变硬化、热软化和剪切局部化阶段,最终形成绝热剪切带(ASB).在近剪切带处,初生α相和次生α相在过渡区内发生扭曲变形,甚至断裂,出现孪晶变形特征.近剪切带区域由于微观取向差增大,利于位错滑移/孪晶取向的α相优先发生塑性变形,形成亚结构,晶粒碎化,发生动态再结晶;随着应变率的提高,剪切带宽度呈增大趋势,且出现旋涡结构以协调和适
为提高钛合金的摩擦磨损和高温抗氧化性能,采用激光熔覆技术在Ti6A14V (TC4)钛合金表面制备了近等原子比的AlCoCrFeMoVTi高熵合金(HEA)涂层.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析了涂层的物相组成和显微组织;利用HDX-1000维氏硬度仪测试了熔覆层显微硬度;通过UMT-3摩擦磨损试验机和GSL-1400X型管式电阻炉分别测试了HEA涂层的摩擦磨损性能和高温抗氧化性能.结果 表明,HEA涂层主要由面心立方(fcc)、体心立方(bcc)二元共晶相组成;HEA
以废旧紫铜片为基体,Ni粉、Cr粉为覆膜材料,通过活化反应烧结法制备了Ni-Cr-Cu三元合金电极材料.采用X射线衍射分析(XRD)、场发射电镜(SEM)、能谱(EDS)等对电极的物相、形貌结构、元素分布以及析氢产物进行表征;通过循环伏安、线性极化、交流阻抗等方法测试了合金电极材料的电催化析氢性能.结果 表明,Ni-Cr-Cu三元合金薄膜电极具有优异的析氢性能,调节Cr元素的含量可提高其析氢催化活性,在室温条件下,Ni30％Cr-Cu三元合金电极材料在6 mol/L KOH的溶液中析氢性能较好,其析氢过电
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通过分子动力学模拟对重复纳米加工单晶镍中的表面形貌、亚表面损伤和刀具受力情况进行了分析.并通过纳米划痕实验适当验证了理论分析的结论.对加工中一系列原子的坐标进行追踪,揭示了重复加工时表面凹槽的形成及变化原因.通过共近邻分析和位错提取技术,得出在单晶镍纳米加工中,重复加工一次会对工件亚表面质量有所改善,而重复加工两遍则基本没有区别.同时,刀具在第1次加工中所受切向力和法向力明显较大,而后的2次重复加工则刀具受力基本相同.采用原子力显微镜对纳米划痕实验后的单晶镍进行表面粗糙度检测,发现重复一次加工会适当地提高
以Mg89Sn11(二元合金)为前驱体合金,在腐蚀介质中通过去合金化方法制备了纳米片阵列和纳米颗粒形貌的多孔锡.通过调整腐蚀介质和腐蚀时间,研究了纳米多孔锡的形貌结构以及去合金化程度的影响因素.结果表明,在酸性腐蚀介质中去合金化,能够获得双连续结构的纳米多孔锡结构.其中,在质量分数0.1％H3PO4溶液中,孔壁由不连续的纳米球颗粒堆积而成,而在0.1 mol/L HCl溶液中,孔壁为纳米片结构,形成了纳米片阵列的多孔锡;而在中性的NaCl溶液中,同样成功制备出了均匀的纳米片状阵列多孔锡.在质量分数5％的N