基于液相燒結(jié)的W-Ni-Fe合金防輻射屏蔽材料的制備研究
發(fā)布時間:2021-03-03 12:29
W-Ni-Fe合金是由W晶粒相和Ni-Fe基體相組成的兩相復合材料,具有密度高、強度大、耐腐蝕性好、抗高溫氧化性好、防γ射線能力強且無毒環(huán)保等優(yōu)良特性,被廣泛應用于放射性輻射環(huán)境下的屏蔽裝備材料。本文采用液相燒結(jié)方法,通過球磨混粉-模壓成形-真空燒結(jié)等工藝流程,制備了W-Ni-Fe合金和W-Ni-Fe-Hf合金試樣。采用材料試驗機測試了不同實驗參數(shù)下W-Ni-Fe合金和W-Ni-Fe-Hf合金的密度、抗拉強度、伸長率、顯微硬度等力學性能,采用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察了W-Ni-Fe合金和W-Ni-Fe-Hf合金的顯微組織和斷口形貌,并采用EDS和XRD分析了試樣微區(qū)成分和相組成。明確了燒結(jié)工藝與合金成分對W-Ni-Fe合金的微觀組織、力學性能及γ射線屏蔽性能的影響,研究結(jié)果表明:1、W-Ni-Fe合金密度、抗拉強度、伸長率和顯微硬度都隨燒結(jié)時間的延長先升后降,其中密度、伸長率和顯微硬度在45min時最大,分別為16.99g/cm3、10.1%、439.91HV,而抗拉強度卻在30min為最高,達852.81Mpa;2、W-Ni-Fe合金密度、抗拉強度、伸長率和顯微硬度都隨升溫速度的加快...
【文章來源】:南華大學湖南省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 液相燒結(jié)技術
1.2.1 液相燒結(jié)的基本概念
1.2.2 液相燒結(jié)的原理
1.2.3 液相燒結(jié)技術研究及應用進展
1.3 W-Ni-Fe合金的基本特性
1.4 高密度W-Ni-Fe合金的研究現(xiàn)狀
1.4.1 合金成分對高密度W-Ni-Fe合金性能的影響
1.4.2 高密度W-Ni-Fe合金制備工藝
1.5 高密度W-Ni-Fe合金的應用
1.6 研究內(nèi)容
第2章 實驗條件與研究方法
2.1 實驗系統(tǒng)
2.1.1 液相燒結(jié)設備
2.1.2 實驗方案
2.2 實驗材料
2.3 制備工藝流程及實驗參數(shù)
2.3.1 混粉工藝
2.3.2 成形工藝
2.3.3 燒結(jié)工藝
2.4 防輻射屏蔽材料的性能測試與分析方法
2.4.1 密度
2.4.2 硬度
2.4.3 抗拉強度及伸長率
2.4.4 X-ray物相分析
2.4.5 顯微組織及斷口觀察
2.4.6 屏蔽性能
第3章 燒結(jié)工藝對W-Ni-Fe合金力學性能的影響
3.1 引言
3.2 燒結(jié)時間
3.2.1 顯微組織分析
3.2.2 拉伸斷口形貌分析
3.2.3 EDS成分分析
3.2.4 X-ray物相分析
3.2.5 力學性能
3.3 升溫速度
3.3.1 升溫曲線
3.3.2 顯微組織分析
3.3.3 拉伸斷口形貌分析
3.3.4 EDS成分分析
3.3.5 X-ray物相分析
3.3.6 力學性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 合金成分對W-Ni-Fe合金性能的影響
4.1 引言
4.2 Hf金屬基本性質(zhì)
4.3 合金成分設計
4.4 Ni/Fe比對W-Ni-Fe合金性能的影響
4.4.1 顯微組織分析
4.4.2 拉伸斷口形貌分析
4.4.3 不同Ni/Fe比對W-Ni-Fe合金力學性能的影響
4.4.4 不同Ni/Fe比對W-Ni-Fe合金屏蔽性能的影響
4.5 添加合金元素Hf對W-Ni-Fe合金性能的影響
4.5.1 顯微組織分析
4.5.2 拉伸斷口形貌分析
4.5.3 EDS成分分析
4.5.4 X-ray物相分析
4.5.5 添加Hf對W-Ni-Fe合金力學性能的影響
4.5.6 添加Hf對W-Ni-Fe合金屏蔽性能的影響
4.6 小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]碳化硅陶瓷液相燒結(jié)時的液相生成過程[J]. 梁漢琴,姚秀敏,黃政仁,劉學建. 機械工程材料. 2015(02)
[2]瞬態(tài)液相燒結(jié)原位Ni-Al/Al復合材料研究[J]. 趙龍志,肖健,趙明娟,張堅. 兵器材料科學與工程. 2015(01)
[3]塊狀菱鎂礦燒結(jié)中期液相燒結(jié)行為[J]. 周寶余,李志堅,吳鋒,曲殿利,李林山. 遼寧科技大學學報. 2014(05)
[4]高密度鎢合金燒結(jié)新工藝研究現(xiàn)狀[J]. 孫文,章曉波. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2014(02)
[5]W-Cu液相燒結(jié)體系致密化行為的模擬[J]. 池永恒,張瑞杰,方偉,楊詩棣,曲選輝. 中國有色金屬學報. 2014(02)
[6]鎢及鎢合金注射成形研究進展[J]. 羅鐵鋼,蔡一湘. 中國鎢業(yè). 2013(06)
[7]W-Ni-Fe合金藥型罩的破甲特性[J]. 呂翠翠,劉金旭,李樹奎,郭文啟,白曦. 稀有金屬材料與工程. 2013(11)
[8]退火溫度對擠壓態(tài)細晶鎢合金性能及組織演變的影響[J]. 楊昌麟,范景蓮,龔星,丁飛,劉濤. 稀有金屬材料與工程. 2013(11)
[9]我國鎢基高比重合金發(fā)展的回顧[J]. 趙慕岳,王伏生,孫志雨. 有色金屬科學與工程. 2013(05)
[10]我國核設施退役和放射性廢物治理現(xiàn)狀[J]. 王爾奇,張?zhí)熳?徐廣震,曹健. 鈾礦冶. 2013(03)
博士論文
[1]鎢合金的制備及動態(tài)性能研究[D]. 陳小安.西南交通大學 2012
[2]粉末冶金材料的溫壓行為及其致密化機理研究[D]. 葉途明.中南大學 2007
碩士論文
[1]梯度結(jié)構(gòu)鎢基重合金制備及性能的研究[D]. 金瑩.中南大學 2014
[2]W-4.9Ni-2.1Fe/W-2.8Ni-1.2Fe-1Al2O3鎢合金的制備及其力學性能研究[D]. 艾璇.華南理工大學 2013
[3]液相燒結(jié)制備鎢基合金屏蔽材料的實驗研究[D]. 成細洋.南華大學 2012
[4]等離子噴涂成形W-Re合金[D]. 徐玄.中南大學 2011
[5]液相燒結(jié)和粉體軋制制備Cu-Cr合金[D]. 李士勝.東北大學 2011
[6]微波燒結(jié)W-Ni-Fe高密度合金研究[D]. 周承商.中南大學 2009
[7]W-Ni-Fe系高密度合金力學性能的研究[D]. 吳愛華.中南大學 2004
[8]W-Ni-Fe高密度合金的延伸率研究[D]. 唐新文.中南大學 2003
[9]添加鉭對鎢基高密度合金彈性模量的影響的研究[D]. 羅述東.中南大學 2003
本文編號:3061264
【文章來源】:南華大學湖南省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究目的及意義
1.2 液相燒結(jié)技術
1.2.1 液相燒結(jié)的基本概念
1.2.2 液相燒結(jié)的原理
1.2.3 液相燒結(jié)技術研究及應用進展
1.3 W-Ni-Fe合金的基本特性
1.4 高密度W-Ni-Fe合金的研究現(xiàn)狀
1.4.1 合金成分對高密度W-Ni-Fe合金性能的影響
1.4.2 高密度W-Ni-Fe合金制備工藝
1.5 高密度W-Ni-Fe合金的應用
1.6 研究內(nèi)容
第2章 實驗條件與研究方法
2.1 實驗系統(tǒng)
2.1.1 液相燒結(jié)設備
2.1.2 實驗方案
2.2 實驗材料
2.3 制備工藝流程及實驗參數(shù)
2.3.1 混粉工藝
2.3.2 成形工藝
2.3.3 燒結(jié)工藝
2.4 防輻射屏蔽材料的性能測試與分析方法
2.4.1 密度
2.4.2 硬度
2.4.3 抗拉強度及伸長率
2.4.4 X-ray物相分析
2.4.5 顯微組織及斷口觀察
2.4.6 屏蔽性能
第3章 燒結(jié)工藝對W-Ni-Fe合金力學性能的影響
3.1 引言
3.2 燒結(jié)時間
3.2.1 顯微組織分析
3.2.2 拉伸斷口形貌分析
3.2.3 EDS成分分析
3.2.4 X-ray物相分析
3.2.5 力學性能
3.3 升溫速度
3.3.1 升溫曲線
3.3.2 顯微組織分析
3.3.3 拉伸斷口形貌分析
3.3.4 EDS成分分析
3.3.5 X-ray物相分析
3.3.6 力學性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 合金成分對W-Ni-Fe合金性能的影響
4.1 引言
4.2 Hf金屬基本性質(zhì)
4.3 合金成分設計
4.4 Ni/Fe比對W-Ni-Fe合金性能的影響
4.4.1 顯微組織分析
4.4.2 拉伸斷口形貌分析
4.4.3 不同Ni/Fe比對W-Ni-Fe合金力學性能的影響
4.4.4 不同Ni/Fe比對W-Ni-Fe合金屏蔽性能的影響
4.5 添加合金元素Hf對W-Ni-Fe合金性能的影響
4.5.1 顯微組織分析
4.5.2 拉伸斷口形貌分析
4.5.3 EDS成分分析
4.5.4 X-ray物相分析
4.5.5 添加Hf對W-Ni-Fe合金力學性能的影響
4.5.6 添加Hf對W-Ni-Fe合金屏蔽性能的影響
4.6 小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]碳化硅陶瓷液相燒結(jié)時的液相生成過程[J]. 梁漢琴,姚秀敏,黃政仁,劉學建. 機械工程材料. 2015(02)
[2]瞬態(tài)液相燒結(jié)原位Ni-Al/Al復合材料研究[J]. 趙龍志,肖健,趙明娟,張堅. 兵器材料科學與工程. 2015(01)
[3]塊狀菱鎂礦燒結(jié)中期液相燒結(jié)行為[J]. 周寶余,李志堅,吳鋒,曲殿利,李林山. 遼寧科技大學學報. 2014(05)
[4]高密度鎢合金燒結(jié)新工藝研究現(xiàn)狀[J]. 孫文,章曉波. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2014(02)
[5]W-Cu液相燒結(jié)體系致密化行為的模擬[J]. 池永恒,張瑞杰,方偉,楊詩棣,曲選輝. 中國有色金屬學報. 2014(02)
[6]鎢及鎢合金注射成形研究進展[J]. 羅鐵鋼,蔡一湘. 中國鎢業(yè). 2013(06)
[7]W-Ni-Fe合金藥型罩的破甲特性[J]. 呂翠翠,劉金旭,李樹奎,郭文啟,白曦. 稀有金屬材料與工程. 2013(11)
[8]退火溫度對擠壓態(tài)細晶鎢合金性能及組織演變的影響[J]. 楊昌麟,范景蓮,龔星,丁飛,劉濤. 稀有金屬材料與工程. 2013(11)
[9]我國鎢基高比重合金發(fā)展的回顧[J]. 趙慕岳,王伏生,孫志雨. 有色金屬科學與工程. 2013(05)
[10]我國核設施退役和放射性廢物治理現(xiàn)狀[J]. 王爾奇,張?zhí)熳?徐廣震,曹健. 鈾礦冶. 2013(03)
博士論文
[1]鎢合金的制備及動態(tài)性能研究[D]. 陳小安.西南交通大學 2012
[2]粉末冶金材料的溫壓行為及其致密化機理研究[D]. 葉途明.中南大學 2007
碩士論文
[1]梯度結(jié)構(gòu)鎢基重合金制備及性能的研究[D]. 金瑩.中南大學 2014
[2]W-4.9Ni-2.1Fe/W-2.8Ni-1.2Fe-1Al2O3鎢合金的制備及其力學性能研究[D]. 艾璇.華南理工大學 2013
[3]液相燒結(jié)制備鎢基合金屏蔽材料的實驗研究[D]. 成細洋.南華大學 2012
[4]等離子噴涂成形W-Re合金[D]. 徐玄.中南大學 2011
[5]液相燒結(jié)和粉體軋制制備Cu-Cr合金[D]. 李士勝.東北大學 2011
[6]微波燒結(jié)W-Ni-Fe高密度合金研究[D]. 周承商.中南大學 2009
[7]W-Ni-Fe系高密度合金力學性能的研究[D]. 吳愛華.中南大學 2004
[8]W-Ni-Fe高密度合金的延伸率研究[D]. 唐新文.中南大學 2003
[9]添加鉭對鎢基高密度合金彈性模量的影響的研究[D]. 羅述東.中南大學 2003
本文編號:3061264
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/yjlw/3061264.html