氧化物彌散強化鋼（ODS）被公認為是最有希望成為聚變堆第一壁/包層結(jié)構的候選材料之一,但是中等析出相密度的氧化物彌散強化鋼在低溫（～300°C）輻照后,存在輻照硬化及韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高等問題。而納米晶（NC）材料中存在大量的晶粒邊界可以促進空位與間隙原子的復合,減少點缺陷的聚集提高材料的抗輻照性能。同時納米晶材料優(yōu)異的力學性能還能夠提高材料的設計應力。值得注意的是,納米晶體材料通常達到較低溫度T=0.3T_m以上時容易發(fā)生晶粒長大現(xiàn)象。因此,本課題的研究方向是制備一種擁有高強度、高熱穩(wěn)定性的納米晶氧化物彌散強化鋼。本課題選擇14YWT合金作為原始樣品,通過調(diào)控合成工藝,利用高能球磨法在14YWT粉末中摻雜0.5 at.%Zr元素,結(jié)合高溫高壓合成技術（4 GPa/900°C）進行固化燒結(jié),制備出晶粒尺寸為50±15 nm的NC 14YWT-0.5at.%Zr合金,三維原子探針層析（3D-APT）結(jié)果顯示晶界上存在Zr元素的偏聚,析出相主要成分為Y-Zr-Ti-O元素;尺寸為3.18±2.5 nm;體積分數(shù)為2.27%,與基體呈完全共格關系。相同制備條件下的14YWT合... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

機械合金化工作原理示意圖

燕山大學工程碩士學位論文-8-電流，在陰極表面會有金屬陽離子沉積形成納米晶材料。眾多研究機構已經(jīng)應用電沉積法制備出了納米晶的銅、鈷、鎳等合金材料[41,42]。用該方法制備出的納米晶材料的性能取決于電沉積過程中電解液的成分、PH值、實驗溫度等。電沉積法制備的納米晶材料中會存在不同成分的電解液分解產(chǎn)生的C和O等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與納米晶材料發(fā)生反應后將會影響微觀結(jié)構的分析與材料的綜合性能。1.5.2大塑性變形法大塑性變形法(SeverePlasticDeformation,SPD)是一種通過使材料發(fā)生強烈的塑性變形來使晶粒細化，從而制備納米晶材料的方法。這種方法于20世紀90年代由俄羅斯研究機構的Valiev等人[43]在進行剪切大變形實驗基礎上衍生而來。通常適用于SPD法的材料要具備良好的塑性，不易開裂，試樣成分均勻，能夠在材料內(nèi)部獲得具有大角度晶界晶粒結(jié)構。SPD法制備納米材料具有很多優(yōu)點，例如：該方法適用于制備大體積式樣，無殘留縮孔，不容易產(chǎn)生雜質(zhì)。但是這種方法要求模具要有非常高的設計強度，難以廣泛地實際應用。常用的SPD法主要為高壓扭轉(zhuǎn)變形法(HighPressureTorsion,HPT)，其加工原理如圖1-2所示。圖1-2HPT基本原理示意圖1.5.3高溫高壓燒結(jié)法高溫高壓(HighPressHighTemperature,HPHT)燒結(jié)是通過導電錘頭加熱為粉末/塊體的熱固化成型提供燒結(jié)溫度，同時利用六面頂高壓設備為試樣提供2GPa以上

燕山大學工程碩士學位論文-14-(4)微觀結(jié)構分析：通過X射線衍射儀、掃描電鏡、透射電鏡和三維原子探針層析技術對實驗樣品的微觀物相結(jié)構、晶粒尺寸、溶質(zhì)元素的分布和納米析出相的尺寸、密度和體積分數(shù)進行測定。(5)宏觀力學性能測試：利用維氏硬度計、拉伸和壓縮試驗機、電子蠕變試驗機對實驗樣品的硬度隨退火條件的變化，室溫與高溫下的力學性能進行分析。2.2.0實驗工藝與測試分析流程本研究中實驗工藝與測試分析路線，如圖2-1所示。圖2-1實驗工藝與測試分析路線2.2.1粉末的機械合金化本研究為了控制合金粉末中的水氧含量，防止合金粉末發(fā)生氧化現(xiàn)象，利用氬氣環(huán)境下的高能球磨法對粉末進行合金化，得到納米晶合金粉末，具體實驗如下：

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]發(fā)展核能與減少溫室氣體排放[J]. 姜子英.  氣候變化研究進展. 2010(05)
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[7]納米材料及其技術的應用前景[J]. 張中太,林元華,唐子龍,張俊英.  材料工程. 2000(03)
[8]放電等離子加壓燒結(jié)（SPS）技術特點及應用[J]. 張東明,傅正義.  武漢工業(yè)大學學報. 1999(06)



本文編號：3381446