發(fā)布時間：2022-02-21 18:05

　　反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料在反應(yīng)堆的強(qiáng)中子輻照場下由（n,α）反應(yīng)將產(chǎn)生大量He元素,這些He元素的存在最終將導(dǎo)致反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料發(fā)生腫脹、脆化等一系列性能惡化的He效應(yīng)。在眾多反應(yīng)堆候選結(jié)構(gòu)材料中,鐵素體/馬氏體（F/M）鋼因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的抗輻照腫脹性能、良好的導(dǎo)熱性能、較強(qiáng)的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。針對F/M鋼由He元素導(dǎo)致的腫脹、力學(xué)性能惡化等問題,本論文工作選擇商用F/M鋼T91以及新研制的低活化F/M鋼SIMP作為研究對象,結(jié)合多種測試分析手段對其進(jìn)行He效應(yīng)評估對比工作同時也對提高F/M鋼抗He效應(yīng)能力的新方法進(jìn)行了探索。通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察并對比了在系列注He溫度下與系列注He劑量下SIMP、T91鋼內(nèi)部He泡的形貌差異、分布狀態(tài)差異并分析了這些差異產(chǎn)生的因素,探討了He泡形貌與尺寸的演化過程。發(fā)現(xiàn)在所實(shí)驗(yàn)的300、450、550℃溫度點(diǎn)和1×1020、5×1020、1×1021ions/m2劑量點(diǎn)下材料內(nèi)部He泡的穩(wěn)定形狀都趨于長方體、正方體,并且都趨向于在位錯線、晶界、析出物表面等晶體缺陷處分布。在上述注入條件下,SIMP鋼內(nèi)部He的平均尺寸都小于T91鋼內(nèi)部He泡的平... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究意義及背景
        1.1.1 先進(jìn)核能系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)材料面臨的問題
        1.1.2 反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料中He元素的產(chǎn)生途徑及其對結(jié)構(gòu)材料的影響
    1.2 鐵素體/馬氏體鋼中He行為研究進(jìn)展
        1.2.1 He原子、HenVm團(tuán)簇的微觀性質(zhì)
        1.2.2 He泡的性質(zhì)
        1.2.3 鐵素體/馬氏體鋼的輻照腫脹、He脆行為研究
    1.3 載能離子模擬中子輻照材料
        1.3.1 中子與物質(zhì)相互作用過程
        1.3.2 離子與物質(zhì)相互作用過程
        1.3.3 載能離子模擬中子輻照材料優(yōu)點(diǎn)
    1.4 論文研究目的和主要內(nèi)容
第二章 離子注入實(shí)驗(yàn)
    2.1 試樣制備過程
    2.2 離子注入終端簡介及離子注入過程
    2.3 離子注入?yún)?shù)
第三章 注He鐵素體/馬氏體SIMP鋼內(nèi)部He泡的研究
    3.1 TEM方法研究材料內(nèi)部He泡的進(jìn)展
    3.2 晶界密度對He泡形貌的影響
        3.2.1 SMAT處理之后的T91微觀形貌
        3.2.2 室溫注He對比
        3.2.3 He泡在納米晶粒T91中的演化發(fā)展及原因
    3.3 SIMP鋼內(nèi)部He泡分布、形貌觀察與分析
        3.3.1 SIMP鋼微觀結(jié)構(gòu)TEM觀察與分析
        3.3.2 SIMP鋼中He泡分布的觀察與分析
        3.3.3 SIMP鋼中He泡形貌的觀察與分析
        3.3.4 He泡尺寸與注He溫度、劑量的相關(guān)性
    3.4 同注He條件下SIMP鋼和T91鋼內(nèi)部He泡的對比分析
    3.5 小結(jié)
第四章 注He鐵素體/馬氏體SIMP鋼表面力學(xué)性能研究
    4.1 納米壓痕測試儀測試過程
    4.2 納米壓痕測試結(jié)果及分析
        4.2.1 注氦SIMP鋼納米硬度值測量結(jié)果及分析
        4.2.2 輻照硬化的理論基礎(chǔ)及注氦SIMP鋼產(chǎn)生的缺陷與其硬度值增加關(guān)系
    4.3 小結(jié)
第五章 注He鐵素體/馬氏體SIMP鋼中He的釋放過程研究
    5.1 熱解吸譜（TDS: thermal desorption spectroscopy）
    5.2 THDS試驗(yàn)結(jié)果和分析
    5.3 小結(jié)
第六章 注He鐵素體/馬氏體鋼表面形貌分析
    6.1 注He試樣表面形貌觀察
        6.1.1 未經(jīng)過高溫處理的注He試樣表面形貌
        6.1.2 高溫處理后的注He試樣表面形貌觀察
    6.2 試樣表面形貌變化分析
        6.2.1 試樣內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對表面形貌的影響
        6.2.2 He泡演化、發(fā)展對表面形貌的影響
    6.3 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 相關(guān)測試方法工作原理簡介
    1. 掃描電子顯微鏡（SEM）的工作原理
    2. 熱解吸譜（TDS）原理
    3. 透射電子顯微鏡（TEM）工作原理
    4. 納米壓痕測試儀（NIT）工作原理
在學(xué)期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]He離子輻照6H-SiC引入缺陷的光譜研究[J]. 杜洋洋,李炳生,王志光,孫建榮,姚存峰,常海龍,龐立龍,朱亞濱,崔明煥,張宏鵬,李遠(yuǎn)飛,王霽,朱卉平,宋鵬,王棟.  物理學(xué)報(bào). 2014(21)
[2]Annealing-induced Grain Refinement in a Nanostructured Ferritic Steel[J]. Limin Wang, Zhenbo Wang, Sheng Guo and Ke Lu Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, 72 Wenhua Road, Shenyang 110016, China.  Journal of Materials Science & Technology. 2012(01)
[3]納米硬度技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 張?zhí)┤A,楊業(yè)敏.  力學(xué)進(jìn)展. 2002(03)
[4]制備鋼中碳化物萃取復(fù)型的探索[J]. 王京秋,劉守智,李紅梅.  理化檢驗(yàn)(物理分冊). 1996(06)
[5]萃取碳復(fù)型上碳化物化學(xué)式的確定[J]. 李玉清.  物理測試. 1995(01)

博士論文
[1]鋁和不銹鋼中氦行為研究[D]. 陳長安.中國工程物理研究院北京研究生部 2003

碩士論文
[1]新型高Si鐵素體/馬氏體鋼顯微組織與力學(xué)性能研究[D]. 周敏.南京理工大學(xué) 2013



本文編號：3637786