隨著近年來(lái)我國(guó)核電事業(yè)的快速發(fā)展,未來(lái)幾十年會(huì)有大量高放射性的乏燃料從核電站產(chǎn)生,如何安全可靠地處理這些乏燃料越來(lái)越受到人們的重視。鋁基碳化硼復(fù)合材料不僅具有良好的熱中子吸收性能和抗輻照性能,還具有良好的力學(xué)性能,已成功應(yīng)用于乏燃料貯存和運(yùn)輸領(lǐng)域。采用不同的制備工藝獲得的Al/B4Cp復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)存在差異,而界面結(jié)構(gòu)的差異和穩(wěn)定性會(huì)影響復(fù)合材料的長(zhǎng)期服役壽命。本論文較系統(tǒng)地研究了球磨混料、冷等靜壓（CIP）制坯、熱等靜壓（HIP）燒結(jié)、熱軋制成型等制備工藝對(duì)鋁基碳化硼材料微觀組織、力學(xué)性能的影響;采用高分辨率透射電鏡（HRTEM）和第一性原理計(jì)算相結(jié)合的方式重點(diǎn)研究了Al/B4Cp的界面結(jié)構(gòu)、界面穩(wěn)定性和界面反應(yīng);模擬乏燃料濕法貯存的輻照環(huán)境,在反應(yīng)堆中進(jìn)行了 Al/B4Cp復(fù)合材料的加速輻照實(shí)驗(yàn),研究了加速輻照對(duì)Al/B4Cp的性能影響及其輻照穩(wěn)定性。本論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下。（1）設(shè)計(jì)了 Al/B4Cp和Al/B4Cp/B兩種體系的復(fù)合材料,開(kāi)展了干法及濕法球磨混料工藝研究,結(jié)果表明采用無(wú)水酒精作為液態(tài)介質(zhì)進(jìn)行濕法球磨,不僅可以避免顆粒氧化和團(tuán)聚現(xiàn)象,還有助于B4C顆粒均勻... 

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 碳化硼
        1.1.1 B-C相圖
        1.1.2 B_4C的晶體結(jié)構(gòu)
    1.2 Al/B_4C_p復(fù)合材料的應(yīng)用
    1.3 Al/B_4C_p復(fù)合材料的制備技術(shù)
        1.3.1 固相法
        1.3.2 液相法
        1.3.3 兩相法
    1.4 Al/B_4C_p復(fù)合材料的界面
        1.4.1 Al/B_4C_p界面的實(shí)驗(yàn)研究
        1.4.2 Al/B_4C_p界面的理論研究
    1.5 本論文的選題意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 復(fù)合材料坯料制備技術(shù)研究
    2.1 Al/B_4C_p坯料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 Al/B_4C_p坯料制備
    2.2 Al/B_4C_p/B坯料
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 Al/B_4C_p/B坯料制備
    2.3 本章小結(jié)
第三章 熱等靜壓工藝對(duì)鋁基碳化硼復(fù)合材料的性能影響
    3.1 熱等靜壓對(duì)復(fù)合材料致密度的影響
    3.2 熱等靜壓對(duì)Al/B_4C_p微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.3 熱等靜壓態(tài)Al/B_4C_p的顆粒分布均勻性研究
    3.4 熱等靜壓態(tài)鋁基碳化硼的力學(xué)性能研究
        3.4.1 顆粒尺寸對(duì)拉伸性能的影響
        3.4.2 Al/B_4C_p復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)制
    3.5 熱等靜壓法制備Al/B_4C_p/B復(fù)合材料的研究
        3.5.1 B對(duì)鋁基碳化硼顯微結(jié)構(gòu)的影響
        3.5.2 B對(duì)鋁基碳化硼力學(xué)性能的影響
    3.6 熱等靜壓態(tài)Al/B_4C_p的熱軋制研究
        3.6.1 熱軋制工藝研究
        3.6.2 缺陷及熱力學(xué)性能
    3.7 本章小結(jié)
第四章 鋁基碳化硼的界面研究
    4.1 界面結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究
        4.1.1 微觀組織
        4.1.2 界面特征
    4.2 界面結(jié)構(gòu)的第一性原理計(jì)算
        4.2.1 Al體相及表面性質(zhì)計(jì)算
        4.2.2 B_4C體相及表面性質(zhì)計(jì)算
        4.2.3 Al(111)/B_4C(001)界面結(jié)構(gòu)
    4.3 界面穩(wěn)定性研究
        4.3.1 界面吸附功
        4.3.2 界面能
    4.4 界面反應(yīng)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Al/B_4C_p復(fù)合材料的輻照穩(wěn)定性研究
    5.1 B_4C晶體中的空位缺陷研究
        5.1.1 計(jì)算方法與模型
        5.1.2 B_4C晶體的空位缺陷形成焓
        5.1.3 B_4C的空位缺陷對(duì)彈性模量的影響
    5.2 Al/B_4C_p復(fù)合材料的加速輻照研究
        5.2.1 加速輻照實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 加速輻照對(duì)宏觀性能的影響
        5.2.3 加速輻照對(duì)~(10)B面密度的影響
        5.2.4 加速輻照對(duì)力學(xué)性能的影響
    5.3 Al/B_4C_p輻照損傷分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的主要成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]乏燃料貯存格架用中子吸收材料加速腐蝕及加速輻照性能研究[D]. 石建敏.中國(guó)工程物理研究院 2011
[4]攪拌法制備B4C/Al復(fù)合材料的工藝研究[D]. 傅雪瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3665138