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Ar^(+)辐照对Zr-Sn-Nb合金显微组织和耐腐蚀性能的影响
1
作者 胡丽娟 强媛媛 +7 位作者 周明扬 辛勇 顾志远 石进 谢耀平 徐诗彤 姚美意 周邦新 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1755-1767,共13页
辐照会导致锆合金基体和氧化膜中产生大量缺陷,从而促进O^(2-)和腐蚀介质的迁移扩散,加速锆合金的腐蚀。为了研究辐照对Zr-Sn-Nb合金的影响,以5.1×10^(15)ions/cm^(2)的辐照注量将Ar^(+)注入合金中,对原始样品和辐照后样品分别在36... 辐照会导致锆合金基体和氧化膜中产生大量缺陷,从而促进O^(2-)和腐蚀介质的迁移扩散,加速锆合金的腐蚀。为了研究辐照对Zr-Sn-Nb合金的影响,以5.1×10^(15)ions/cm^(2)的辐照注量将Ar^(+)注入合金中,对原始样品和辐照后样品分别在360℃/18.6 MPa/3.5μL/L Li+1000μL/L B的水溶液中(碱性水质)和400℃/10.3 MPa水蒸汽中(中性水质)进行腐蚀,采用XRD、SEM和TEM表征手段对其显微组织进行分析,研究Ar^(+)辐照对Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.1Fe合金在不同腐蚀环境中耐腐蚀性能的影响。结果表明:辐照会导致第二相粒子非晶化,其中hcp-Zr(Fe,Nb)_(2)第二相比bcc-β-Nb第二相更易形成非晶态,且第二相非晶化的同时伴随着元素扩散现象,并在第二相氧化过程中与氧化膜晶格失配,产生由第二相顶部向两侧扩展的裂纹;300 d内,在3.5μL/L Li+1000μL/L B的水溶液中,5 dpa的Ar离子辐照损伤剂量对Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.1Fe合金的耐蚀性影响不大;而在400℃/10.3 MPa水蒸汽中,辐照过程产生应力弛豫作用,导致缺陷减少,进而使得氧化膜内氧扩散减缓令腐蚀进程减慢,因此辐照对锆合金的耐腐蚀性能有一定的改善作用。 展开更多
关键词 辐照 Zr-Sn-Nb合金 耐腐蚀性 氧化膜 第二相
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形变热处理对N36锆合金微观组织及力学性能的影响研究
2
作者 李萍 张澳 +3 位作者 张百顺 汪洋 王嘉伟 薛克敏 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第5期99-107,共9页
对等通道双转角挤压(ECDAP)前后的N36锆合金试样在800℃下进行退火,然后在580℃下进行不同时间(12、24、48 h)的时效处理,探究热处理制度对初始样及变形样组织形貌、第二相粒子及显微硬度的影响。结果表明:大变形能够显著增强退火过程... 对等通道双转角挤压(ECDAP)前后的N36锆合金试样在800℃下进行退火,然后在580℃下进行不同时间(12、24、48 h)的时效处理,探究热处理制度对初始样及变形样组织形貌、第二相粒子及显微硬度的影响。结果表明:大变形能够显著增强退火过程的再结晶驱动力,有利于后续时效过程中合金元素的扩散,促进第二相粒子的弥散析出。随着变形道次的增加,合金第二相尺寸明显细化。随着时效时间延长,第二相尺寸有所增大,且合金硬度得到提高。当退火后时效时间由12 h增加至48 h时,初始样的第二相平均尺寸由280 nm增加至306 nm,4道次变形样的第二相平均尺寸由144 nm增加至163 nm;初始样的硬度值升高了7.05%,1道次和4道次变形样的硬度值分别升高了11.1%和10.49%,可见变形及热处理工艺相结合对N36锆合金的力学性能也具有较大提升。 展开更多
关键词 N36锆合金 形变热处理 退火 时效时间 组织形貌 第二相 硬度
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电接触用W-Cu合金制备方法及增强方式研究进展
3
作者 尹彩流 杨明 +3 位作者 伊春强 张新疆 许征兵 王秀飞 《粉末冶金工业》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
在高压输变电系统中,W-Cu电接触合金需承受高温电弧烧蚀、SF6气体冲蚀及机械磨损的复合环境,亟需兼具高导电、强韧性与耐腐蚀特性。系统综述了化学镀、熔渗法、放电等离子烧结、机械合金化及微波烧结等制备技术的微观结构调控机制,论述... 在高压输变电系统中,W-Cu电接触合金需承受高温电弧烧蚀、SF6气体冲蚀及机械磨损的复合环境,亟需兼具高导电、强韧性与耐腐蚀特性。系统综述了化学镀、熔渗法、放电等离子烧结、机械合金化及微波烧结等制备技术的微观结构调控机制,论述不同工艺对W/Cu界面结合特性的影响规律;重点剖析了金属颗粒、陶瓷相及纤维增强体通过细晶强化、第二相强化等机制提升合金抗电弧侵蚀性能的作用效果,总结增强相形态分布与界面反应对材料综合性能的协同调控机制。当前研究表明,多元复合增强体系可有效缓解导电-力学性能倒置矛盾,其中纳米双相增强微波烧结材料硬度提升时仍保持高的导电率。未来应着力开发核壳结构纳米增强体、外场辅助烧结技术、机器学习设计平台及全寿命性能评估体系,以突破导电-强度协同优化难题。随着多学科交叉融合,W-Cu合金将为智能电网与极端环境电器提供新一代高性能接触材料解决方案。 展开更多
关键词 W-Cu合金 电接触材料 放电等离子烧结 混杂增强 结构调控
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新型医用锆合金静力加载有限元研究
4
作者 胡丽娟 王子璇 +4 位作者 强媛媛 林家茂 石进 姚美意 谢耀平 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第9期2301-2312,共12页
采用有限元方法探究材料弹性模量对种植体及骨组织应力应变分布的影响,同时根据牙科制造商和临床统计数据,建立种植体和下颌骨模型;通过拉伸试验获得制备的Zr30Ti、Zr22Nb相关材料参数,并选择弹性模量为110 GPa的Ti6Al4V和30 GPa的Zr24N... 采用有限元方法探究材料弹性模量对种植体及骨组织应力应变分布的影响,同时根据牙科制造商和临床统计数据,建立种植体和下颌骨模型;通过拉伸试验获得制备的Zr30Ti、Zr22Nb相关材料参数,并选择弹性模量为110 GPa的Ti6Al4V和30 GPa的Zr24Nb作为对比;骨组织采用更接近真实特性的正交异性材料模型;施加垂直和倾斜载荷,根据ISO14801标准,倾斜角度为30°。研究均以Ti6Al4V为参照,结果表明:种植体弹性模量降低对其在倾斜载荷下的承载能力不利,Zr30Ti(76 GPa)、Zr22Nb(59 GPa)、Zr24Nb(30 GPa)的应力增幅分别为2.98%、5.47%、14.55%,但最大应力仍小于其强度(分别为952、611、800 MPa)。种植体传递的应力主要由皮质骨承担,倾斜载荷下Zr30Ti、Zr22Nb、Zr24Nb在皮质骨中产生的最大应力增幅分别为17.59%、31.92%、79.14%,皮质骨过载风险随种植体弹性模量降低而增加,但其中Zr30Ti、Zr22Nb在皮质骨中产生的应力仍小于皮质骨强度,具有良好的应用安全性。种植体向皮质骨传递的应力随弹性模量的降低数值增大且更为均匀,倾斜载荷下Zr30Ti、Zr22Nb、Zr24Nb在种植体-骨界面的皮质骨平均Mises应力增幅分别为12.75%、122.94%、155.11%,界面上种植体-骨的应力差降低幅度分别为16.82%、29.45%、65.41%。弹性模量较低的种植体内部变形区较大,倾斜载荷下Zr30Ti、Zr22Nb、Zr24Nb种植体颈部的内部最大应变分别是Ti6Al4V的2倍、2.6倍、4.9倍,且与骨组织模量差较小,种植体和皮质骨在界面处的变形更协调,从而促进应力向皮质骨传递,减小界面应力差。随着弹性模量的降低,松质骨植入位置底部的应力逐渐减小、整体应力向上部集中,Zr30Ti、Zr22Nb锆合金种植体的松质骨应力分布更为均匀。 展开更多
关键词 口腔种植 有限元分析 医用锆合金 弹性模量 应力分布
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HfC对Mo-La_(2)O_(3)合金组织与室温/高温性能的影响
5
作者 陈大军 李忠盛 +4 位作者 王乐 丛大龙 刘正涛 吴厦 花泽荟 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期299-304,共6页
采用粉末冶金方法制备了Mo-La_(2)O_(3)/HfC合金,研究了Mo-La_(2)O_(3)/HfC合金中物相分布、微观组织和断口形貌,测试了合金的室温/高温力学性能和高温抗氧化性能。结果表明:微量掺杂的HfC、La_(2)O_(3)第二相粒子弥散分布在钼基体中;... 采用粉末冶金方法制备了Mo-La_(2)O_(3)/HfC合金,研究了Mo-La_(2)O_(3)/HfC合金中物相分布、微观组织和断口形貌,测试了合金的室温/高温力学性能和高温抗氧化性能。结果表明:微量掺杂的HfC、La_(2)O_(3)第二相粒子弥散分布在钼基体中;钼晶粒尺寸随HfC含量增加而减小,相互穿插和搭接的纤维状组织呈现出变细变短趋势;合金纵截面断口为沿晶脆性断裂,横截面为韧窝和解理混合断裂,轴向方向的韧性优于径向方向;合金的室温/高温抗拉强度、抗弯强度和弯曲角随HfC含量的增加先增加后降低,Mo(La_(2)O_(3))1.5(HfC)2.0合金力学性能最优;高温氧-乙炔焰作用后Mo(La_(2)O_(3))1.5(HfC)2.0合金的质量损失率显著低于Mo(La_(2)O_(3))0.5,在氧化时间150 s时其质量损失率为0.87%,仅为Mo(La_(2)O_(3))0.5合金的1/2。 展开更多
关键词 粉末冶金 钼合金 HFC 微观组织 力学性能
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脉冲熔盐电沉积铌涂层的工艺、组织及性能研究
6
作者 朱利安 袁伟超 +3 位作者 胡双鹏 王震 叶益聪 白书欣 《稀有金属》 北大核心 2025年第8期1214-1227,共14页
铌(Nb)的综合性能优异,被广泛应用于航空航天、医疗和超导等领域。熔盐电沉积法可高效、低成本地制备Nb涂层,但采用直流长时间电沉积时易出现因浓差极化导致的涂层质量恶化。为改善传统直流电沉积工艺制备Nb涂层的表面质量和力学性能,... 铌(Nb)的综合性能优异,被广泛应用于航空航天、医疗和超导等领域。熔盐电沉积法可高效、低成本地制备Nb涂层,但采用直流长时间电沉积时易出现因浓差极化导致的涂层质量恶化。为改善传统直流电沉积工艺制备Nb涂层的表面质量和力学性能,本文研究了脉冲电沉积工艺对Nb涂层组织结构及性能的影响,包括平均电流密度、频率和占空比等脉冲电沉积工艺参数对Nb涂层组织结构及显微硬度的影响。结果表明,脉冲电沉积工艺主要通过影响阴极极化程度影响涂层表面质量。导致阴极电流密度提高(平均电流密度提高或占空比降低)或连续沉积时间增加(频率增加/降低或占空比增加)的电沉积工艺均会增加阴极极化,导致涂层表面结瘤。采用优选脉冲电沉积工艺(平均电流密度10~50 mA·cm^(-2),频率0.5~25 Hz,占空比50%),可获得光滑、致密、呈典型柱状结构、择优生长晶面为(211)和显微硬度在260~300 kg·mm^(-2)之间的Nb涂层。 展开更多
关键词 铌(Nb)涂层 熔盐 氯化物 脉冲电沉积
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面向等离子体自钝化钨合金制备与服役性能的研究进展
7
作者 朱晓勇 刘家琴 +1 位作者 谭晓月 吴玉程 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
钨具有高熔点、高热导率、低溅射率和低氘/氚滞留等优点,被认为是未来核聚变装置中最有前景的面向等离子体候选材料之一。但钨的抗氧化性能较差,一旦发生冷却失效事故并伴随真空室破裂,钨会迅速氧化、升华,导致核聚变装置面临放射性物... 钨具有高熔点、高热导率、低溅射率和低氘/氚滞留等优点,被认为是未来核聚变装置中最有前景的面向等离子体候选材料之一。但钨的抗氧化性能较差,一旦发生冷却失效事故并伴随真空室破裂,钨会迅速氧化、升华,导致核聚变装置面临放射性物质泄漏的风险。从钨材料改进和增强表面防护两个方面来解决抗高温氧化问题,对于从根本上确保核聚变装置的安全运行具有重要意义,为此提出了自钝化钨合金的概念。介绍了钨的高温氧化特征及抗氧化与防护方法,讨论了自钝化钨合金的制备方法,从成分和微观结构方面分析了自钝化钨合金的抗氧化策略,综述了自钝化钨合金的力学、热学和抗辐照等服役性能,并提出了未来的研究方向。 展开更多
关键词 核聚变装置 面向等离子材料 自钝化钨合金 抗氧化性能 服役性能
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自钝化W-Si-Zr合金的组织结构和抗氧化性能
8
作者 张世荣 陈时杰 +4 位作者 王锐 叶超 薛丽红 周启来 严有为 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第3期741-746,共6页
采用机械合金化和放电等离子体烧结技术制备了W-Si-Zr自钝化合金。利用XRD、XPS、SEM及EPMA等测试方法,表征了合金的微观组织结构,并测试其抗氧化性能。结果表明:合金包括富W、W_(5)Si_(3)、SiO_(x)(x=1,1.5,2)以及ZrO_(x)(x=1,1.5,2)相... 采用机械合金化和放电等离子体烧结技术制备了W-Si-Zr自钝化合金。利用XRD、XPS、SEM及EPMA等测试方法,表征了合金的微观组织结构,并测试其抗氧化性能。结果表明:合金包括富W、W_(5)Si_(3)、SiO_(x)(x=1,1.5,2)以及ZrO_(x)(x=1,1.5,2)相。W_(5)Si_(3)为连续分布相,SiO_(x)和ZrO_(x)颗粒均匀分布在基体中,尺寸分别为1.0~2.5μm和0.7~2.7μm,且ZrO_(x)颗粒常与SiO_(x)颗粒共生。W_(5)Si_(3)对合金的抗氧化性能起到关键作用,添加Zr有助于W_(5)Si_(3)相的形成,其相面积达到了70.2%。在1000℃大气环境中W-Si-Zr合金的氧化速率约为W-Si合金的1/2,纯W的1/36。 展开更多
关键词 W-Si-Zr合金 机械合金化 放电等离子体烧结 抗氧化性能 自钝化
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多丝电弧增材制造Ta_(1.5)Mo_(1.5)Nb_(0.5)Zr_(2)Ti难熔高熵合金工艺优化
9
作者 狄兴隆 周雨菁 +2 位作者 彭司弋 郭跃岭 刘长猛 《航空材料学报》 北大核心 2025年第6期89-100,共12页
难熔高熵合金以其优异的高温性能在航空航天领域有着广泛应用。本工作采用多丝电弧增材制造工艺制备Ta_(1.5)Mo_(1.5)Nb_(0.5)Zr_(2)Ti难熔高熵合金,基于金相显微镜(OM)和高速相机等设备,探究基值电流、峰值电流和占空比对成形质量的影... 难熔高熵合金以其优异的高温性能在航空航天领域有着广泛应用。本工作采用多丝电弧增材制造工艺制备Ta_(1.5)Mo_(1.5)Nb_(0.5)Zr_(2)Ti难熔高熵合金,基于金相显微镜(OM)和高速相机等设备,探究基值电流、峰值电流和占空比对成形质量的影响规律,得到制备Ta_(1.5)Mo_(1.5)Nb_(0.5)Zr_(2)Ti合金的最佳工艺参数(基值电流100 A,峰值电流300 A和占空比35%)。金相表征显示,制备零件具有良好的成形质量,其未熔面积占比低于10%,孔隙率小于0.5%。为了解决不同丝材之间的熔点差异,采用热丝技术辅助高熔点Ta/Mo丝材的熔化。基于四丝同步非连续性液桥过渡形成共同熔滴的热力学机制,建立“单液滴预合金熔滴”的过渡模式。在该熔滴过渡模式下所沉积的零件宏观形貌良好,且具有较少的内部缺陷。通过熔滴受力分析,提出考虑重力、电磁力、等离子流力等关键因素的力学模型。本研究可为多丝电弧增材制造难熔高熵合金的制备提供工艺理论基础。 展开更多
关键词 多丝电弧增材制造 难熔高熵合金 工艺参数 熔滴过渡 力学模型
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“金属维生素”——钒的来源及应用前景
10
作者 富志生 《金属世界》 2025年第2期10-13,共4页
钒被世界各主要经济体列为关键金属和战略金属,在钢铁、有色冶金、化工、电子、储能、医药和航天航空等诸多国民经济领域有着广泛的应用。人类认识钒距今也不过200余年,我国是全球钒资源储存、生产和消费的第一大国,在实现钒资源高效利... 钒被世界各主要经济体列为关键金属和战略金属,在钢铁、有色冶金、化工、电子、储能、医药和航天航空等诸多国民经济领域有着广泛的应用。人类认识钒距今也不过200余年,我国是全球钒资源储存、生产和消费的第一大国,在实现钒资源高效利用的同时,钒在绿色能源领域发挥着越来越重要的作用。本文对钒的来源途径、钒及钒合金在国民经济领域的应用做了介绍,并简要展望了钒科技未来发展方向。随着我国提出建设民航强国战略构想以及“嫦娥计划”、“核电规划”等一系列高科技项目的实施,高端钒基新材料的应用前景将十分广阔。 展开更多
关键词 战略金属 资源高效利用 绿色能源 有色冶金 钒合金 钒资源 核电规划 主要经济体
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W6Mo5Cr4V2材料电化学腐蚀特性研究
11
作者 贾建利 姬嘉辰 +2 位作者 钟毅 胥江 李懿菲 《西安工业大学学报》 2025年第1期70-79,共10页
为了研究高硬度、高耐磨性W6Mo5Cr4V2钨合金电化学腐蚀特性规律,本文设计了钨合金电化学腐蚀加工的电解液配方研制、电化学腐蚀试验,得到了最适的电解液配方与最优的工艺参数,采用循环伏安法得到电解液的极化特性曲线,优选出8%NaOH+5%Na... 为了研究高硬度、高耐磨性W6Mo5Cr4V2钨合金电化学腐蚀特性规律,本文设计了钨合金电化学腐蚀加工的电解液配方研制、电化学腐蚀试验,得到了最适的电解液配方与最优的工艺参数,采用循环伏安法得到电解液的极化特性曲线,优选出8%NaOH+5%NaNO_(3)复合电解液为最适电解液,通过电化学腐蚀试验得到不同电解液腐蚀速率,并对电化学腐蚀试验前后试件表面进行检测。研究结果表明:8%NaOH+5%NaNO_(3)电解液腐蚀试验前后试件表面衬度差异降低、元素含量差异小、表面质量好,满足实际生产要求。结论可为同类难加工材料的电化学腐蚀特性研究提供工艺技术参考。 展开更多
关键词 钨合金 电化学腐蚀 阳极溶解 循环伏安法
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铼含量对钨铼合金摩擦磨损性能的影响
12
作者 李诵斌 易锦伟 +5 位作者 习瑶瑶 谌日葵 谢琨 丁思琪 冯永山 李阁平 《铜业工程》 2025年第2期63-68,共6页
钨铼合金是搅拌摩擦焊接钛合金和不锈钢等高熔点合金的首选搅拌头材料。本文以粉末冶金法制备的W-7Re和W-25Re合金为研究对象,探讨了铼含量对钨铼合金组织结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明,铼含量的增加显著细化了钨铼合金的晶粒尺寸... 钨铼合金是搅拌摩擦焊接钛合金和不锈钢等高熔点合金的首选搅拌头材料。本文以粉末冶金法制备的W-7Re和W-25Re合金为研究对象,探讨了铼含量对钨铼合金组织结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明,铼含量的增加显著细化了钨铼合金的晶粒尺寸,并提升了其在高低温环境下的耐磨损性能。钨铼合金在高温下的磨损机理主要为氧化磨损和黏着磨损,而在室温下则是磨粒磨损。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 钨铼合金 摩擦系数 磨损体积 磨损率
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93W-Ni-Fe-La合金力学行为及高速侵彻性能研究 被引量：1
13
作者 廖雅文 陈才 +4 位作者 韩冬生 赵金库 王名川 杜成鑫 杜忠华 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期30-35,共6页
对热静液挤压制备的2种弹芯材料93W-5.4Ni-1.6Fe和93W-5.5Ni-1.1Fe-0.4La进行显微组织表征,静、动态力学性能测试,拉伸断口形貌分析,以及高速侵彻后弹芯裂纹扩展行为研究。结果表明:添加La合金的W颗粒尺寸及WW界面连接度降低,力学性能增... 对热静液挤压制备的2种弹芯材料93W-5.4Ni-1.6Fe和93W-5.5Ni-1.1Fe-0.4La进行显微组织表征,静、动态力学性能测试,拉伸断口形貌分析,以及高速侵彻后弹芯裂纹扩展行为研究。结果表明:添加La合金的W颗粒尺寸及WW界面连接度降低,力学性能增强,在高速侵彻实验中93W-5.5Ni-1.1Fe-0.4La弹芯的侵彻穿深更高,形成“自锐”效果;93W-5.4Ni-1.6Fe合金的主要断裂模式为W-基体界面分离,93W-5.5Ni-1.1Fe-0.4La合金的主要断裂模式为W颗粒解理,其在不同应变率下的裂纹扩展模式不变。 展开更多
关键词 侵彻 稀土La元素 裂纹扩展 动态力学性能
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纳米ZrC粉末对90W−7Ni−3Fe合金组织及性能影响 被引量：1
14
作者 苏旭文 何志 +2 位作者 闫树欣 董龙龙 孙国栋 《粉末冶金技术》 北大核心 2025年第1期86-93,共8页
为了有效抑制液相烧结下钨晶粒长大,通过1500℃液相烧结制备了ZrC弥散强化重钨合金(WHAs),分析了ZrC质量分数(1%、2%)对WHAs组织以及性能的影响。结果表明,随ZrC质量分数的增加,WHAs相对密度和W−W连接度下降,钨晶粒得到一定程度的细化。... 为了有效抑制液相烧结下钨晶粒长大,通过1500℃液相烧结制备了ZrC弥散强化重钨合金(WHAs),分析了ZrC质量分数(1%、2%)对WHAs组织以及性能的影响。结果表明,随ZrC质量分数的增加,WHAs相对密度和W−W连接度下降,钨晶粒得到一定程度的细化。当ZrC质量分数为1%时,WHAs强塑性匹配效果最好,合金的相对密度达到了98.4%,钨晶粒尺寸为22.17μm,屈服强度和抗压强度(40%变形量)分别达到了791 MPa和2179 MPa,相比未添加ZrC的WHAs分别提升了8.35%和38.70%(730 MPa和1570 MPa)。 展开更多
关键词 重钨合金 液相烧结 纳米ZrC粉末 力学性能 纳米复合粉体
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Ar^(+)辐照对Zr-4合金显微组织和耐腐蚀性能的影响
15
作者 席金涛 辛勇 +6 位作者 周明扬 徐诗彤 胡丽娟 谢耀平 李志康 姚美意 周邦新 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1741-1754,共14页
用作核燃料包壳材料的锆合金在堆内使用过程中会受到中子的辐照,这会影响其耐腐蚀性能。离子辐照可用于模拟中子辐照以研究辐照效应对腐蚀行为的影响。采用静电加速器在360℃对Zr-4板进行Ar^(+)辐照,并将未辐照和5 dpa辐照样品在360℃/1... 用作核燃料包壳材料的锆合金在堆内使用过程中会受到中子的辐照,这会影响其耐腐蚀性能。离子辐照可用于模拟中子辐照以研究辐照效应对腐蚀行为的影响。采用静电加速器在360℃对Zr-4板进行Ar^(+)辐照,并将未辐照和5 dpa辐照样品在360℃/18.6 MPa/3.5μL/L Li+1000μL/L B水溶液和400℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀300 d,使用SEM和TEM表征样品的显微组织。研究发现在未辐照样品中,Zr(Fe,Cr)_(2)第二相粒子为密排六方结构,Fe/Cr原子比在1.8~2.0范围内,辐照后Zr(Fe,Cr)_(2)第二相发生非晶化。2种腐蚀条件下,在合金基体辐照损伤区发生腐蚀过程中辐照样品的氧化膜厚度均小于未辐照样品,这表明Ar^(+)辐照可以在一定程度上增强Zr-4合金的耐腐蚀性能;但当辐照损伤区完全氧化后,随着腐蚀的进行,辐照样品的氧化膜厚度均大于未辐照样品,这说明辐照损伤区形成的氧化膜会促进氧化性离子的扩散,加速Zr-4合金的腐蚀。本研究从辐照引入的缺陷影响氧化膜显微组织演化和应力累积的角度探讨了辐照影响Zr-4合金腐蚀不同阶段耐腐蚀性能差异的原因。 展开更多
关键词 锆合金 辐照 腐蚀 显微组织 氧化膜
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添加Bi对Zr-1Nb合金在400℃过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响
16
作者 田钊 姚美意 +5 位作者 王皓瑜 彭剑超 徐诗彤 谢耀平 胡丽娟 周邦新 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第11期2879-2889,共11页
为了探究添加Bi对锆合金耐腐蚀性能的影响,研究了Zr-1Nb-xBi合金(x=0、0.35和0.85,质量分数,%)在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为。结果表明,添加0.35%Bi能明显改善Zr-1Nb合金的耐腐蚀性能,但进一步增加Bi含量(0.85%)则会恶化合金... 为了探究添加Bi对锆合金耐腐蚀性能的影响,研究了Zr-1Nb-xBi合金(x=0、0.35和0.85,质量分数,%)在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为。结果表明,添加0.35%Bi能明显改善Zr-1Nb合金的耐腐蚀性能,但进一步增加Bi含量(0.85%)则会恶化合金的耐腐蚀性能。TEM和EDS分析结果表明,添加0.35%Bi对Zr-1Nb合金中第二相的种类和尺寸没有明显影响,而添加0.85%Bi会使合金中析出h-Zr_(6)Bi_(2)Fe第二相,并且抑制hcp-Zr(Nb,Fe)2的析出。氧化膜的显微组织观察和元素价态分析结果表明,高Bi含量的锆合金耐腐蚀性能恶化机制主要有2个方面,一是Bi^(3+)导致氧化膜中参与反应的阴离子空位浓度增加,从而恶化耐腐蚀性能;二是h-Zr_(6)Bi_(2)Fe氧化时产生的局部附加应力和Bi/Fe的扩散速率差会使其氧化产物m-Bi_(2)O_(3)周围更容易形成微孔隙和微裂纹,从而加速腐蚀进程。 展开更多
关键词 锆合金 BI 耐腐蚀性能 显微组织
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纯锆晶界强化的取向依赖性机制研究
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作者 李智宇 宋国栋 +3 位作者 张聪惠 何晓梅 侯智敏 李宁 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2041-2050,共10页
Hall-Petch斜率k表示晶界强化的程度,本研究报道了纯锆的k值具有强烈的取向依赖性,即纯锆板材沿RD拉伸的k值(84 MPa·μm^(1/2))远低于TD拉伸的k值(220 MPa·μm^(1/2)),其中RD和TD分别为板材的轧制方向和横向。结合实验与粘塑... Hall-Petch斜率k表示晶界强化的程度,本研究报道了纯锆的k值具有强烈的取向依赖性,即纯锆板材沿RD拉伸的k值(84 MPa·μm^(1/2))远低于TD拉伸的k值(220 MPa·μm^(1/2)),其中RD和TD分别为板材的轧制方向和横向。结合实验与粘塑性自洽模型,分析了纯锆板材的变形机制,板材晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,且织构类型不发生变化。不同加载方向的变形机制不同,即沿RD拉伸时以柱面滑移为主导,沿TD拉伸时柱面滑移和基面滑移共同协调变形,并且沿TD拉伸激活了{1012}孪晶。基于相邻晶粒的激活应力差σ_(d)和几何协调因子m',揭示了纯锆板材k值的取向依赖性机制。结果表明,沿RD拉伸的相邻晶粒的几何协调因子m'(0.67)与沿TD拉伸的相邻晶粒的几何协调因子(0.71)相近,而沿TD拉伸的相邻晶粒的激活应力差σ_(d)(103.72 MPa)远高于沿RD拉伸的相邻晶粒的激活应力差(32.17 MPa),导致沿TD拉伸比沿RD拉伸具有更高的k值。 展开更多
关键词 纯锆 HALL-PETCH关系 晶界 晶体取向
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裂变碎片Xe对Zr弹性模量影响的多尺度模拟研究
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作者 孙志鹏 彭丹珉 +5 位作者 张自康 刘桂森 江林丰 李垣明 唐传宝 沈耀 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1810-1816,共7页
基于第一性原理和相场方法,结合弹性自洽理论,开展了裂变碎片Xe对Zr弹性模量影响的多尺度模拟研究工作,揭示了裂变碎片元素和辐照空洞对Zr弹性模量的影响规律,发现固溶在Zr基体中的裂变碎片Xe会降低弹性模量,而辐照空洞对弹性模量降幅... 基于第一性原理和相场方法,结合弹性自洽理论,开展了裂变碎片Xe对Zr弹性模量影响的多尺度模拟研究工作,揭示了裂变碎片元素和辐照空洞对Zr弹性模量的影响规律,发现固溶在Zr基体中的裂变碎片Xe会降低弹性模量,而辐照空洞对弹性模量降幅的影响较小。同时,建立了弹性模量(E)随辐照损伤剂量(D)和温度变化(T)的定量关系模型,即E=(105.28−0.0131D)(1−4.2096×10^(−4)T)。本工作为辐照后锆合金力学性能精细化分析奠定了技术基础。 展开更多
关键词 锆合金 弹性模量 裂变碎片 辐照空洞 第一性原理 相场 弹性自洽
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面向等离子体第一壁W-Y_(2)O_(3)复合材料的力学性能
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作者 陈昱溟 朱晓勇 +2 位作者 谭晓月 刘家琴 吴玉程 《材料研究学报》 北大核心 2025年第7期510-520,共11页
在不同温度进行再结晶退火的W-Y_(2)O_(3)复合材料和去应力退火态纯W的拉伸实验并观察其断口的显微组织,研究了添加稀土氧化物Y_(2)O_(3)对W材料力学性能的影响。结果表明,在300~800℃拉伸W-Y_(2)O_(3)和纯W,随着拉伸温度的提高其抗拉... 在不同温度进行再结晶退火的W-Y_(2)O_(3)复合材料和去应力退火态纯W的拉伸实验并观察其断口的显微组织,研究了添加稀土氧化物Y_(2)O_(3)对W材料力学性能的影响。结果表明,在300~800℃拉伸W-Y_(2)O_(3)和纯W,随着拉伸温度的提高其抗拉强度都逐渐降低,伸长率先提高后降低。随着拉伸温度的提高W-Y_(2)O_(3)复合材料和纯W的拉伸行为都遵循“脆性”“伪塑性”“本征塑性”的韧脆转变过程;在相同温度拉伸,W-Y_(2)O_(3)的高温塑性比纯W的好。在600℃拉伸时W-Y_(2)O_(3)的塑韧性最佳,其断后伸长率可达~46%。拉伸曲线表明,W-Y_(2)O_(3)出现塑性行为的温度在300℃附近而纯W出现塑性行为的温度在400℃附近。应变硬化阶段的本构方程表明,纯W遵循Hollomon's方程的幂函数强化行为,而W-Y_(2)O_(3)在均匀塑性变形前期表现出对数函数强化行为,在均匀塑性变形后期与纯W的幂函数强化行为相同。这表明,添加稀土Y_(2)O_(3)可提高W材料的塑韧性、降低脆性和韧脆转变温度。 展开更多
关键词 金属基复合材料 弥散强化 高温拉伸 韧脆转变
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Sn和Nb对Zr-Sn-Nb-Fe锆合金晶粒组织和相变温度的影响
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作者 范清松 田锋 +4 位作者 周军 李宇力 石明华 杨忠波 赵文金 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第5期93-98,共6页
利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)与电子背散射衍射(EBSD)分析了不同Sn、Nb含量的Zr-0.4Sn-1Nb-0.3Fe、Zr-1.2Sn-1Nb-0.3Fe和Zr-0.4Sn-0.65Nb-0.3Fe锆合金板材的晶粒组织和相变开始温度。结果表明,改变Sn和Nb含量对锆合金板材晶粒尺... 利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)与电子背散射衍射(EBSD)分析了不同Sn、Nb含量的Zr-0.4Sn-1Nb-0.3Fe、Zr-1.2Sn-1Nb-0.3Fe和Zr-0.4Sn-0.65Nb-0.3Fe锆合金板材的晶粒组织和相变开始温度。结果表明,改变Sn和Nb含量对锆合金板材晶粒尺寸的影响不明显,且Nb对合金的再结晶程度影响不大,而Sn含量的增加有利于合金再结晶;三种合金板材均具有细小、均匀分布的再结晶晶粒组织,晶粒度均达到12级以上;Sn含量的增加可提升锆合金的相变开始温度,而增加Nb含量后合金相变开始温度略有降低。 展开更多
关键词 Zr-Sn-Nb-Fe锆合金 SN NB 晶粒组织 相变温度
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