空間核反應堆動力系統(tǒng)由于使用壽命長,結構緊湊,功率大,已成為空間探索的首選。Mo-3Nb合金單晶是空間核反應燃料元件的組成構件,其性能決定著反應堆的使用壽命。由于焊接使材料在微觀組織上發(fā)生變化,因此,Mo-3Nb合金單晶材料的焊接成為空間熱離子反應堆電源系統(tǒng)在太空探索應用的關鍵科學技術之一,焊接質量直接影響燃料元件的使用壽命。本文圍繞Mo-3Nb合金單晶焊縫開展機械性能測試、微觀組織觀察分析和計算機模擬的研究。本文研究內容可以分為三部分,第一,對西北有色金屬研究院生產的棒材和焊縫材料進行取樣,利用小沖桿試驗（Small Punch Test,SPT）,在電子萬能試驗機上進行壓縮試驗,來獲取樣品的載荷-位移曲線,采用雙切線的方法計算材料的屈服強度;使用掃描電子顯微鏡觀察斷口;使用顯微硬度計,測試和分析焊縫材料和基體材料的硬度變化。第二,使用透射電鏡等對樣品中的析出相進行觀察,同時,通過EDS測試分析析出相的組成,研究材料在焊接前后的析出相的變化。第三,在Matlab軟件平臺上編程,使用元胞自動機法（Cellular Automata,CA）實現(xiàn)Mo-3Nb合金單晶焊接焊縫的計算機模擬。試... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：56 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１空間電源的適用范圍［１］??為了克服化學電源和太陽能電池板電源的缺點，反應堆電源作逐漸踏上人類??太空探索的舞臺

＾１１??匕?ＮａＫ?ｃｏｏｌａｎｔ??圖１－３?ＴＯＰＡＺ－２空間堆截面圖［８］??諸如難熔金屬Ｗ，?Ｍｏ和它們的單晶材料，在高溫情況下，變形不存在晶界??的滑動，并且微觀結構穩(wěn)定和優(yōu)秀的高溫抗蠕變性能等，這些優(yōu)點使高溫金屬成??為理想的空間熱離子反應堆能量轉換器發(fā)射極和接受級材料。圖１－３顯示俄羅斯??Ｔ０ＰＡＺ－２空間熱離子反應堆的電源的橫截面圖。黑色部分為富集度為９６％的Ｕ－??２３５單節(jié)熱離子燃料元件，燃料元件表面覆蓋有Ｍｏ單晶，作為燃料元件的發(fā)射??極，同時采用Ｍｏ作為收集級。??３??

華北電力大學碩士學位論文??除了俄羅斯，我國主要有２個單位進行Ｍｏ－Ｎｂ合金的制備和測試，西北有??金屬研宄院主要進行Ｍｏ－Ｎｂ合金的生產，中國原子能科學院進行材料的測試??析工作。下面是西北有色金屬研宄院研制生產的Ｍｏ－Ｎｂ合金單晶，如圖１－４所??［９】??。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]空間核反應堆電源技術概覽[J]. 胡古,趙守智.  深空探測學報. 2017(05)
[2]千瓦級空間核反應堆電源發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 王曉博.  工程技術研究. 2017(10)
[3]Mo-3Nb單晶管定向電子束焊接的組織及性能[J]. 姜瑋,鄭劍平,李鑫,黃洪濤.  焊接. 2016(07)
[4]Mo-3Nb單晶定向焊接技術研究[J]. 李鑫,姜瑋,陳圣杰.  稀有金屬材料與工程. 2015(01)
[5]鈮含量對Mo-Nb合金單晶高溫抗內壓蠕變性能的影響[J]. 張華鋒,鄭劍平,楊啟法,張征,李鑫,趙俊,胡忠武,饒立強.  稀有金屬材料與工程. 2013(04)
[6]放射性同位素熱源/電源在航天任務中的應用[J]. 吳偉仁,王倩,任保國,羅志福.  航天器工程. 2013(02)
[7]Mo-Nb合金單晶的顯微組織[J]. 胡忠武,李中奎,郭讓民,殷濤,郭林江,鄭劍平.  稀有金屬材料與工程. 2012(11)
[8]小沖桿試驗技術測定鐵素體鋼P92的拉伸強度[J]. 臧啟勇,馬雁,陸道綱.  原子能科學技術. 2012(02)
[9]小沖桿試驗方法標準化研究（二）——材料室溫拉伸性能的確定[J]. 關凱書,王志文,徐彤,壽比南.  壓力容器. 2010(08)
[10]小沖桿試驗方法標準化研究（一）——通用要求[J]. 徐彤,壽比南,關凱書,王志文.  壓力容器. 2010(07)

博士論文
[1]固/液界面能的分子動力學計算[D]. 周化光.西北工業(yè)大學 2014
[2]基于胞元自動機方法的凝固過程微觀組織數值模擬[D]. 陳晉.東南大學 2005

碩士論文
[1]基于CA法的熔池凝固過程模擬初探[D]. 趙軍.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：2968092