發(fā)布時間：2022-12-10 19:34

　　納米多層膜復合材料是一類基于界面工程理論設計的新型納米結構材料,在滿足高力學性能的同時,還兼具高熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的抗輻照性能,被認為是解決制約聚變堆發(fā)展材料問題的理想候選材料之一。但是目前“自下而上”的物理或化學沉積方法無法制備塊狀樣品,這嚴重限制了納米多層膜復合材料的實際應用,特別是面向聚變服役環(huán)境下的工程應用。為此,本論文通過采用大塑性變形法一正交累積疊軋焊（CARB）技術,發(fā)展了一條“自上而下”的納米多層膜塊材制備路徑,并成功制備了兼具高強度和高穩(wěn)定性的Cu/V和Cu/Ta納米多層膜塊材。通過對制備工藝摸索和優(yōu)化得到,與常規(guī)累積疊軋焊（ARB）工藝相比,CARB工藝能夠有效解決制備過程中材料外部邊裂及內部層狀結構失穩(wěn)等不利現(xiàn)象。通過微觀機理研究得到,相比于ARB工藝過程中樣品沿單一軋制方向上的應變,CARB工藝過程中軋制應變在樣品的軋制方向（RD）和橫截面方向（TD）上實現(xiàn)了平均分配,這是CARB工藝能夠緩解累積疊軋過程中材料出現(xiàn)外部邊裂及內部層狀結構失穩(wěn)現(xiàn)象的主要原因。采用CARB工藝首次制備了層厚尺寸分布于微米至納米尺度范圍內的Cu/V和Cu/Ta納米多層膜塊材,其中,Cu/V... 

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 納米結構材料概述
    1.3 納米晶材料
        1.3.1 面向聚變服役環(huán)境—納米晶材料的性能優(yōu)勢
        1.3.2 面向聚變服役環(huán)境—納米晶材料存在的關鍵問題
    1.4 新型納米結構材料—納米多層膜復合材料
        1.4.1 納米金屬多層膜復合材料概述
        1.4.2 納米金屬多層膜復合材料定義
        1.4.3 納米金屬多層膜的力學性能及尺寸效應
        1.4.4 納米金屬多層膜的相界面結構類型
        1.4.5 納米金屬多層膜的穩(wěn)定性
        1.4.6 納米金屬多層膜材料的制備方法
    1.5 本課題的研究背景及內容
第二章 Cu/Ta(V)納米多層膜塊材的制備工藝和研究方法
    2.1 Cu/Ta(V)納米多層膜塊材的制備工藝
        2.1.1 正交累積疊軋焊技術
        2.1.2 實驗原材料
        2.1.3 正交累積疊軋焊工藝設備
    2.2 CARB Cu/Ta(V)多層復合塊材的微觀結構表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡觀察
        2.2.2 透射電子顯微鏡觀察
        2.2.3 基于掃描電鏡模式-EBSD
        2.2.4 基于透射電鏡模式-PED
        2.2.5 聚焦離子束制樣
        2.2.6 X射線衍射技術
    2.3 CARB Cu/Ta(V)納米多層膜塊材的力學性能表征
        2.3.1 硬度測試
        2.3.2 單向拉伸測試
    2.4 CARB Cu/Ta(V)納米多層膜塊材的穩(wěn)定性表征
        2.4.1 熱穩(wěn)定性表征
        2.4.2 輻照穩(wěn)定性表征
第三章 Cu/Ta(V)納米多層膜塊材制備及微觀結構分析
    3.1 本章內容的研究背景
    3.2 實驗結果分析與討論
        3.2.1 制備工藝對Cu/Ta(V)復合塊材微觀結構的影響
        3.2.2 CARB Cu/Ta(V)復合塊材微觀結構演變過程
    3.3 CARB Cu/Ta(V)納米多層膜塊材織構分析
        3.3.1 CARB Cu/Ta納米多層膜塊材織構分析
        3.3.2 CARB Cu/V納米多層膜塊材織構分析
    3.4 本章小結
第四章 Cu/Ta(V)納米多層膜塊材的力學性能及熱穩(wěn)定性
    4.1 本章內容的研究背景
    4.2 實驗結果及討論
        4.2.1 CARB Cu/Ta(V)納米多層膜塊材力學性能研究
        4.2.2 CARB Cu/Ta(V)納米多層膜塊材熱穩(wěn)定性研究
        4.2.3 CARB Cu/Ta(V)納米多層膜塊材高溫不穩(wěn)定機制
    4.3 本章小結
第五章 CARB Cu/V納米多層膜塊材的抗輻照性能
    5.1 本部分內容的研究背景及意義
    5.2 實驗結果及討論
        5.2.1 輻照前樣品的微觀結構形貌
        5.2.2 輻照后CARB Cu/V納米多層膜塊材的硬度變化
        5.2.3 輻照對CARB Cu/V納米多層膜塊材微觀結構的影響
        5.2.4 輻照劑量對He泡分布的影響
        5.2.5 Cu/V相界面對He泡分布的影響
    5.3 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3717389