碳化硼(B₄C)中硼的同位素¹⁰B具有較高的熱中子吸收截面并且其價格低廉,被廣泛的應(yīng)用為核電站屏蔽材料當中的中子吸收體。但B₄C屬于陶瓷材料,其塑性和韌性差,難于變形加工。因此,通常將B₄C顆粒添加到金屬基體當中制備成復(fù)合材料,例如高B₄C顆粒含量鋁基復(fù)合材料作為核電站乏燃料貯存格架上的中子吸收材料使用。在鋁基B₄C復(fù)合材料內(nèi)部B₄C顆粒含量越高,材料的熱中子吸收性能越好,對材料的制備工藝要求越高,材料的力學(xué)性能和可加工性能越差。當高含量的B₄C顆粒添加到基體鋁當中時,B₄C顆粒割裂鋁基體、B₄C顆粒與鋁基體之間的界面潤濕性能差、B₄C顆粒與基體鋁之間的塑性協(xié)調(diào)變形能力差、B₄C顆粒與基體鋁之間的界面缺陷多等因素都增加了高B₄C顆粒含量鋁基復(fù)合材料的制備難度。在復(fù)合材料內(nèi)部,B₄C顆...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 中子吸收材料
        1.2.1 鎘材料
        1.2.2 含硼聚乙烯復(fù)合材料
        1.2.3 硼-鋁合金
        1.2.4 含硼不銹鋼
        1.2.5 鋁基B₄C復(fù)合材料
    1.3 金屬基復(fù)合材料的制備方法
        1.3.1 攪拌鑄造法
        1.3.2 放電等離子燒結(jié)法
        1.3.3 噴射共沉積方法
        1.3.4 浸滲法
        1.3.5 粉末冶金法
    1.4 界面對復(fù)合材料加工性能的影響
    1.5 金屬基復(fù)合材料的動態(tài)沖擊行為
        1.5.1 金屬基復(fù)合材料動態(tài)沖擊行為研究的重要性
        1.5.2 金屬基復(fù)合材料動態(tài)沖擊行為的研究現(xiàn)狀
    1.6 金屬基復(fù)合材料的焊接性能研究
        1.6.1 金屬基復(fù)合材料熔化焊研究現(xiàn)狀
        1.6.2 金屬基復(fù)合材料固相焊研究現(xiàn)狀
    1.7 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.7.1 研究內(nèi)容
        1.7.2 技術(shù)路線
    參考文獻
第二章 B₄C/6061Al復(fù)合材料的設(shè)計與制備
    2.1 前言
    2.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料的設(shè)計
        2.2.1 基于MCNP方法幾何模型的建立
        2.2.2 B₄C顆粒含量和材料厚度對中子透過率的影響
    2.3 B₄C/6061Al復(fù)合材料的制備
        2.3.1 試驗材料
        2.3.2 機械球磨混粉
        2.3.3 B₄C/6061Al復(fù)合材料的真空熱壓
        2.3.4 B₄C/6061Al復(fù)合材料的軋制
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 B₄C/6061Al復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能研究
    3.1 前言
    3.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料的致密度分析
    3.3 B₄C/6061Al復(fù)合材料的顯微組織分析
        3.3.1 B₄C/6061Al復(fù)合材料的金相組織分析
        3.3.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料的SEM組織分析
    3.4 B₄C/6061Al復(fù)合材料的物相分析
        3.4.1 X射線衍射分析
        3.4.2 顆粒與基體合金的界面微觀形貌分析
    3.5 B₄C/6061Al復(fù)合材料的力學(xué)性能分析
        3.5.1 硬度分析
        3.5.2 拉伸強度性能分析
        3.5.3 拉伸斷口形貌分析
        3.5.4 強化機理分析
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 B₄C/6061Al復(fù)合材料中界面結(jié)構(gòu)及界面反應(yīng)研究
    4.1 前言
    4.2 B₄C與 6061Al之間的界面結(jié)構(gòu)與界面反應(yīng)
        4.2.1 界面結(jié)構(gòu)
        4.2.2 界面反應(yīng)
    4.3 復(fù)合材料界面的合金元素熱力學(xué)行為
    4.4 拉伸斷口的界面
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 B₄C/6061Al復(fù)合材料的動態(tài)沖擊行為研究
    5.1 前言
    5.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料的靜態(tài)壓縮行為研究
        5.2.1 B₄C顆粒含量對靜態(tài)壓縮性能的影響
        5.2.2 靜態(tài)壓縮后的微觀組織分析
    5.3 B₄C/6061Al復(fù)合材料的動態(tài)沖擊行為研究
        5.3.1 B₄C顆粒含量對復(fù)合材料動態(tài)沖擊性能的影響
        5.3.2 動態(tài)沖擊后的SEM微觀組織形貌分析
        5.3.3 動態(tài)沖擊后的TEM微觀組織形貌分析
    5.4 Johnson-Cook (J-C)本構(gòu)關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 B₄C/6061Al復(fù)合材料的焊接行為研究
    6.1 前言
    6.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料TIG行為
        6.2.1 B₄C/6061Al復(fù)合材料TIG接頭的微觀組織
        6.2.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料TIG接頭的力學(xué)行為分析
        6.2.3 TIG過程中熔池內(nèi)部的交互作用
    6.3 B₄C/6061Al復(fù)合材料的FSW焊接行為
        6.3.1 B₄C/6061Al復(fù)合材料FSW接頭宏觀形貌
        6.3.2 B₄C/6061Al復(fù)合材料FSW接頭微觀組織形貌分析
        6.3.3 FSW接頭的微納力學(xué)性能
        6.3.4 FSW接頭拉伸性能
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第七章 結(jié)論
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
論文的獨創(chuàng)性說明及展望



本文編號：3776059