核聚變堆關(guān)鍵材料的強(qiáng)韌化研究
發(fā)布時間:2021-11-04 15:38
氧化物彌散強(qiáng)化鋼(ODS)具有優(yōu)異的高溫性能和抗輻照性能,是聚變堆最佳的包層結(jié)構(gòu)材料備選材料之一。鎢具有高熔點、高熱導(dǎo)率、高濺射閾值、低氚滯留、與等離子體良好的兼容性等優(yōu)點成為最具潛力的面向等離子體材料。但脆性嚴(yán)重制約了這兩類材料的應(yīng)用和發(fā)展。針對這兩種材料共有的脆性問題,本論文主要采用層狀增韌技術(shù)對它們進(jìn)行了強(qiáng)韌化研究。主要結(jié)論如下所述:(1)首先,我們對N-RAFM鋼進(jìn)行了研究,Ti、V、N合金元素含量的增加都能使鋼的組織細(xì)化,但Ti含量過高會導(dǎo)致析出物尺寸增加。優(yōu)化的二次淬火-回火熱處理能顯著細(xì)化鋼的組織,并降低DBTT。但N-RAFM鋼的DBTT隨著Ti含量的增加而升高,這是因為Ti促進(jìn)了有害的方形碳氮化物(Ti,V)(C,N)的形成。二次淬火-回火處理下,含Ti的N-RAFM鋼的DBTT在-47℃~-40℃范圍內(nèi),但仍遠(yuǎn)低于室溫。而且Ti、N的加入細(xì)化了組織,在鋼中形成大量穩(wěn)定的納米氮化物析出物,而輻照下更穩(wěn)定的組織和DBTT比更低的初始DBTT更重要。(2)在N-RAFM鋼的基礎(chǔ)上,我們對ODS鋼基體進(jìn)行了 N強(qiáng)韌化研究。N可以細(xì)化晶粒,并得到大量與基體親潤性良好的納米碳氮...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:170 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1托卡馬克裝置示意圖??Fig.?1.1?Schematic?diagram?of?化kamak?device??
一再結(jié)晶機(jī)制:MA后的非晶化結(jié)構(gòu)是非平衡的結(jié)構(gòu),在HIP燒結(jié)過程中會發(fā)生結(jié)??晶化含核殼結(jié)構(gòu)的氧化物在球磨和固化過程中形成的蘭個階段及尺寸對核殼??結(jié)構(gòu)的影響如圖1.5所示。對于尺寸大于2mn的析出物,當(dāng)核的溶質(zhì)消耗速率大于??基體/氧化物界面溶質(zhì)擴(kuò)散速率時,就會形成富含溶質(zhì)的殼,而尺寸小于2mn的析出??物仍然保持無序結(jié)構(gòu)。??—??
材料的斷裂初性。含有塑性夾層的層狀結(jié)構(gòu)陶瓷通常也會呈現(xiàn)階梯式斷裂,盡管出??現(xiàn)多層斷裂,但由于受到塑性層的拉伸和橋聯(lián)作用,裂紋的貫穿斷裂過程會大大地??被延遲。圖1.10?(a)為Nb塑形層增初NbsAl的復(fù)合材料中,斷裂初性隨著Nb增??初層的厚度增加而増加。從圖1.10?(b)可W看出雖然Nb層狀增初的體積分?jǐn)?shù)僅為??20%,但是仍具有比40%的Nb顆粒增初更好的初性。而且比含50%體積分?jǐn)?shù)的2um??厚度的Nb微層狀增初擁有更好的初性,這說明對于厚的增初層,需要少的多的増初??相體積分?jǐn)?shù)就能對脆性相產(chǎn)生顯著的増初效果[921。圖1.11?(a)為在垂直于層狀的方??向,裂紋在NbsAl基體中隧道形式擴(kuò)展,在裂紋尖端后面留下大量的Nb橋聯(lián)區(qū)域??屏蔽遠(yuǎn)區(qū)施加的應(yīng)力強(qiáng)度。相較單塊NbsAl材料,Nb/NbsAl復(fù)合材料的初性得W數(shù)??—??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎢及其合金塑性加工的研究進(jìn)展[J]. 李萍,華睿,薛克敏,梁辰,宋群超,吳玉程. 稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[2]展望核聚變能成為可行性能源[J]. 朱成章. 大眾用電. 2014(02)
[3]金屬Nb與SiC復(fù)合ZrB2陶瓷的研究[J]. 朱錄濤. 建材世界. 2010(06)
[4]聚變堆中面向等離子體材料的研究進(jìn)展[J]. 張小鋒,劉維良,郭雙全,姜林文. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2010(03)
[5]可控核聚變與國際熱核實驗堆(ITER)計劃[J]. 馮開明. 中國核電. 2009(03)
[6]聚變堆增殖包層概念特征比較研究[J]. 柏云清,陳紅麗,劉松林,宋勇,曾勤,黃群英,吳宜燦. 核科學(xué)與工程. 2008(03)
[7]層狀復(fù)合陶瓷的增韌與設(shè)計研究進(jìn)展[J]. 鐘長榮,畢松,蘇勛家,侯根良. 耐火材料. 2007(04)
[8]聚變堆中面向等離子體材料的研究進(jìn)展[J]. 周張健,鐘志宏,沈衛(wèi)平,葛昌純. 材料導(dǎo)報. 2005(12)
[9]解理斷裂機(jī)制[J]. 梁克炳. 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2003(04)
博士論文
[1]高鉻鐵素體耐熱鋼中氧化物彌散強(qiáng)化相形成機(jī)制[D]. 戴雷.天津大學(xué) 2012
[2]J-TEXT托卡馬克主機(jī)安裝及磁測量系統(tǒng)的建立[D]. 丁永華.華中科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]SCRAM鋼的熱處理工藝優(yōu)化研究[D]. 俞遲.華中科技大學(xué) 2015
[2]超細(xì)/納米W-La2O3復(fù)合粉末制備及燒結(jié)致密化行為研究[D]. 周強(qiáng).中南大學(xué) 2014
[3]SCRAM鋼的抗輻照性能的研究[D]. 楊峰.華中科技大學(xué) 2014
[4]典型托卡馬克裝置環(huán)向場線圈受力—結(jié)構(gòu)分析[D]. 張繼明.電子科技大學(xué) 2009
本文編號:3476019
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:170 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1托卡馬克裝置示意圖??Fig.?1.1?Schematic?diagram?of?化kamak?device??
一再結(jié)晶機(jī)制:MA后的非晶化結(jié)構(gòu)是非平衡的結(jié)構(gòu),在HIP燒結(jié)過程中會發(fā)生結(jié)??晶化含核殼結(jié)構(gòu)的氧化物在球磨和固化過程中形成的蘭個階段及尺寸對核殼??結(jié)構(gòu)的影響如圖1.5所示。對于尺寸大于2mn的析出物,當(dāng)核的溶質(zhì)消耗速率大于??基體/氧化物界面溶質(zhì)擴(kuò)散速率時,就會形成富含溶質(zhì)的殼,而尺寸小于2mn的析出??物仍然保持無序結(jié)構(gòu)。??—??
材料的斷裂初性。含有塑性夾層的層狀結(jié)構(gòu)陶瓷通常也會呈現(xiàn)階梯式斷裂,盡管出??現(xiàn)多層斷裂,但由于受到塑性層的拉伸和橋聯(lián)作用,裂紋的貫穿斷裂過程會大大地??被延遲。圖1.10?(a)為Nb塑形層增初NbsAl的復(fù)合材料中,斷裂初性隨著Nb增??初層的厚度增加而増加。從圖1.10?(b)可W看出雖然Nb層狀增初的體積分?jǐn)?shù)僅為??20%,但是仍具有比40%的Nb顆粒增初更好的初性。而且比含50%體積分?jǐn)?shù)的2um??厚度的Nb微層狀增初擁有更好的初性,這說明對于厚的增初層,需要少的多的増初??相體積分?jǐn)?shù)就能對脆性相產(chǎn)生顯著的増初效果[921。圖1.11?(a)為在垂直于層狀的方??向,裂紋在NbsAl基體中隧道形式擴(kuò)展,在裂紋尖端后面留下大量的Nb橋聯(lián)區(qū)域??屏蔽遠(yuǎn)區(qū)施加的應(yīng)力強(qiáng)度。相較單塊NbsAl材料,Nb/NbsAl復(fù)合材料的初性得W數(shù)??—??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎢及其合金塑性加工的研究進(jìn)展[J]. 李萍,華睿,薛克敏,梁辰,宋群超,吳玉程. 稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[2]展望核聚變能成為可行性能源[J]. 朱成章. 大眾用電. 2014(02)
[3]金屬Nb與SiC復(fù)合ZrB2陶瓷的研究[J]. 朱錄濤. 建材世界. 2010(06)
[4]聚變堆中面向等離子體材料的研究進(jìn)展[J]. 張小鋒,劉維良,郭雙全,姜林文. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2010(03)
[5]可控核聚變與國際熱核實驗堆(ITER)計劃[J]. 馮開明. 中國核電. 2009(03)
[6]聚變堆增殖包層概念特征比較研究[J]. 柏云清,陳紅麗,劉松林,宋勇,曾勤,黃群英,吳宜燦. 核科學(xué)與工程. 2008(03)
[7]層狀復(fù)合陶瓷的增韌與設(shè)計研究進(jìn)展[J]. 鐘長榮,畢松,蘇勛家,侯根良. 耐火材料. 2007(04)
[8]聚變堆中面向等離子體材料的研究進(jìn)展[J]. 周張健,鐘志宏,沈衛(wèi)平,葛昌純. 材料導(dǎo)報. 2005(12)
[9]解理斷裂機(jī)制[J]. 梁克炳. 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2003(04)
博士論文
[1]高鉻鐵素體耐熱鋼中氧化物彌散強(qiáng)化相形成機(jī)制[D]. 戴雷.天津大學(xué) 2012
[2]J-TEXT托卡馬克主機(jī)安裝及磁測量系統(tǒng)的建立[D]. 丁永華.華中科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]SCRAM鋼的熱處理工藝優(yōu)化研究[D]. 俞遲.華中科技大學(xué) 2015
[2]超細(xì)/納米W-La2O3復(fù)合粉末制備及燒結(jié)致密化行為研究[D]. 周強(qiáng).中南大學(xué) 2014
[3]SCRAM鋼的抗輻照性能的研究[D]. 楊峰.華中科技大學(xué) 2014
[4]典型托卡馬克裝置環(huán)向場線圈受力—結(jié)構(gòu)分析[D]. 張繼明.電子科技大學(xué) 2009
本文編號:3476019
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hkxlw/3476019.html
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