不同烧结助剂无压烧结α-SiC的性能对比研究

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作者 龙绍军 刘喆 +4 位作者 秦媛 孙超 张海明 何勇 郑继云 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期1123-1132,共10页

基于无压烧结技术,本文以6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、2MgO-2Al_(2)O_(3)-5SiO_(2)、3Al_(2)O_(3)-2SiO_(2)和B4C为烧结助剂,开展了低掺量烧结助剂制备高密度碳化硅(α-SiC)的研究,对不同种类烧结助剂及烧结工艺制备的α-SiC的物相、显... 基于无压烧结技术,本文以6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、2MgO-2Al_(2)O_(3)-5SiO_(2)、3Al_(2)O_(3)-2SiO_(2)和B4C为烧结助剂,开展了低掺量烧结助剂制备高密度碳化硅(α-SiC)的研究,对不同种类烧结助剂及烧结工艺制备的α-SiC的物相、显微组织、力学性能进行分析。结果表明,在液相烧结方面,添加4.0%(质量分数)的6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)烧结助剂,经1850℃烧结制备的α-SiC性能最优,密度达到3.19 g·cm^(-3),但该工艺制备的α-SiC在1300℃时,弯曲强度及断裂韧性分别衰减34.9%和7.4%。在固相烧结方面,添加0.3%(质量分数)的B4C烧结助剂,经2000℃烧结制备的α-SiC密度达到3.14 g·cm^(-3),在室温及1300℃时均具有优异的力学性能。结合DF-TEM对比分析了固相烧结及液相烧结制备的α-SiC显微组织,初步揭示了添加6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、B_(4)C烧结助剂制备的α-SiC在室温及高温下的弯曲强度及断裂韧性演变的机理。 展开更多

关键词 无压烧结α-SiC 固相烧结 液相烧结 室温力学性能 高温力学性能

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模拟核芯FCM燃料的振荡烧结行为研究 被引量：1

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作者 何宗倍 陈放 +2 位作者 刘佃光 李统业 曾强 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期501-508,共8页

全陶瓷微封装弥散(FCM)燃料以其较好的固有安全性而成为核能领域研究的重点。针对SiC基体难以烧结的问题,本研究利用振荡烧结具有加速传质和降低烧结温度的优势,开展了模拟核芯FCM燃料振荡烧结行为研究,重点考察了振荡烧结温度、振荡时... 全陶瓷微封装弥散(FCM)燃料以其较好的固有安全性而成为核能领域研究的重点。针对SiC基体难以烧结的问题,本研究利用振荡烧结具有加速传质和降低烧结温度的优势,开展了模拟核芯FCM燃料振荡烧结行为研究,重点考察了振荡烧结温度、振荡时间与振荡压力等参数对基体致密化行为的影响,并与热压烧结结果进行了对比。结果表明,振荡烧结温度、保温时间以及中值压力对基体致密化有重要影响,而振荡压力的振幅对基体致密化影响不大。相比于热压烧结,振荡烧结可以提高材料的致密度,振荡烧结试样的致密度更高,1850℃振荡烧结试样的致密度为99.99%;振荡烧结试样的晶粒尺寸更小,1850℃振荡烧结试样的晶粒尺寸为(284±4)nm,比同等温度下热压烧结试样的晶粒尺寸减小~27%;振荡烧结试样的硬度更高,1850℃振荡烧结试样的硬度为(26.7±0.4)GPa。借助改进的热压烧结本构方程,计算得到试样在致密度为90%时的应力指数n=1,活化能Q=430 kJ/mol,致密化的主导机制为晶界扩散协调的晶界滑移。 展开更多

关键词 FCM燃料 SiC基体 振荡烧结 致密化机理

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U_3Si_2-Al燃料元件γ射线吸收系数标定方法研究

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作者 王学权 许贵平 +3 位作者 罗建东 陈杰 杨力 张晓川 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第9期945-947,952,共4页

为了更准确标定U_3Si_2-Al燃料元件的γ射线吸收系数,论文设计了不同标样进行了单独定标和联立定标。利用不同标定方法获得的γ射线吸收系数进行燃料元件U_3Si_2、Al质量厚度的测试,并将测试结果分别与化学分析结果进行对比。实验结果表... 为了更准确标定U_3Si_2-Al燃料元件的γ射线吸收系数,论文设计了不同标样进行了单独定标和联立定标。利用不同标定方法获得的γ射线吸收系数进行燃料元件U_3Si_2、Al质量厚度的测试,并将测试结果分别与化学分析结果进行对比。实验结果表明,以燃料元件作为标样的联立定标法在保证Al测量精确的同时提高了U_3Si_2的测量精度。 展开更多

关键词 U3Si2-Al燃料元件 Γ射线 吸收系数 标样

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U-Mo/Zr弥散燃料板界面缺陷的形成及演变研究 被引量：1

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作者 吴裕 刘睿睿 +1 位作者 王录全 杨天华 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第5期257-259,262,共4页

研究了U-Mo/Zr弥散燃料板界面结合缺陷的形成及演变。结果表明,燃料板界面缺陷类型主要有分层和开裂,分层缺陷是由于芯块粘接剂残留分解的C和O与界面杂质Fe和基体Zr形成的脆性分层状氧化物或碳化物,或者界面板包壳和芯块碎屑冶金缺陷;... 研究了U-Mo/Zr弥散燃料板界面结合缺陷的形成及演变。结果表明,燃料板界面缺陷类型主要有分层和开裂,分层缺陷是由于芯块粘接剂残留分解的C和O与界面杂质Fe和基体Zr形成的脆性分层状氧化物或碳化物,或者界面板包壳和芯块碎屑冶金缺陷;开裂缺陷是由于冷轧过程部分界面结合薄弱点不同步变形而受轧制剪切力撕裂所致。热轧后燃料板结合界面产生少量分层缺陷,是界面缺陷产生的起始点,冷轧使分层缺陷扩大,并产生开裂界面。 展开更多

关键词 热轧 UMo/Zr弥散燃料板 界面 结合缺陷

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功能/结构一体化中子屏蔽材料的研究现状 被引量：15

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作者 王玉容 赵勇 +3 位作者 蒋明忠 王录全 潘钱付 张宏智 《精密成形工程》 2019年第3期166-172,共7页

随着反应堆设计技术的发展,功能/结构一体化屏蔽材料成为一种发展趋势,要求中子屏蔽材料不仅具备中子屏蔽功能,而且可以兼作结构材料。中子屏蔽材料采用一体化设计可大幅简化屏蔽结构,实现屏蔽结构的轻量化和小型化。简述了功能/结构一... 随着反应堆设计技术的发展,功能/结构一体化屏蔽材料成为一种发展趋势,要求中子屏蔽材料不仅具备中子屏蔽功能,而且可以兼作结构材料。中子屏蔽材料采用一体化设计可大幅简化屏蔽结构,实现屏蔽结构的轻量化和小型化。简述了功能/结构一体化中子屏蔽材料的设计要求和常见的热中子吸收核素。重点阐述了硼钢和具备功能/结构一体化潜力的铝基碳化硼复合材料、含Gd不锈钢、B/Pb复合材料的研究现状及存在问题。最后指出了功能/结构一体化中子屏蔽材料的发展方向。 展开更多

关键词 功能/结构一体化 中子屏蔽材料 研究现状

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单能窄束γ射线法检测U_3Si_2-Al燃料元件U_3Si_2均匀性

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作者 罗建东 唐月明 +3 位作者 许贵平 王学权 都宇 杨力 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第3期237-240,共4页

为进一步提高U3Si2-Al燃料元件U3Si2均匀性检测结果的可靠性,文章建立了一种检测U3Si2-Al燃料元件U3Si2均匀性的"单能窄束γ射线法"。该方法利用γ谱仪测量241Am的59.5 ke Vγ射线穿透燃料元件前后的透射强度,再根据物质的γ... 为进一步提高U3Si2-Al燃料元件U3Si2均匀性检测结果的可靠性,文章建立了一种检测U3Si2-Al燃料元件U3Si2均匀性的"单能窄束γ射线法"。该方法利用γ谱仪测量241Am的59.5 ke Vγ射线穿透燃料元件前后的透射强度,再根据物质的γ射线吸收公式和单次测量区域内U3Si2、Al总体积恒定的特性建立方程组,求解方程组得出U3Si2、Al各自的体积百分数进而得出分布均匀性。文章利用MCNP法和实测法对该检测方法进行了验证,结果表明:该方法具有工程可行性且实验检测相对精度达到3.99%。该方法为燃料元件燃料均匀性检测提供了一种新思路。 展开更多

关键词 U3Si2-Al燃料元件 均匀性 窄束Y射线 MCNP法

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与时间相关的Zr-4板材退火残余应力模型的研究

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作者 吴裕 张宏智 +1 位作者 杨攀 王录全 《热加工工艺》 北大核心 2022年第22期142-144,148,共4页

为了指导退火消除Zr-4板材的残余应力,以冷轧后的Zr-4板材为原材料,通过退火试验制备出不同残余应力的Zr-4板材,用X射线仪测得板材退火前后的残余应力。结合传统幂指数模型,创新性建立与时间相关的Zr-4板材退火过程残余应力衰减模型;通... 为了指导退火消除Zr-4板材的残余应力,以冷轧后的Zr-4板材为原材料,通过退火试验制备出不同残余应力的Zr-4板材,用X射线仪测得板材退火前后的残余应力。结合传统幂指数模型,创新性建立与时间相关的Zr-4板材退火过程残余应力衰减模型;通过该模型代入ABAQUS有限元软件进行计算,获得Zr-4板材各部位的残余应力衰减规律曲线。结果表明,模拟计算各点的残余应力值与试验测试残余应力值相差20%以内。 展开更多

关键词 Zr-4板材 残余应力 衰减模型 模拟

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AZ31镁合金表面激光选区熔覆Ti-6Al-4V粉末的显微组织及界面缺陷研究

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作者 彭建财 周猛兵 +2 位作者 王世忠 魏连峰 黄一轩 《热加工工艺》 北大核心 2021年第18期116-119,124,共5页

利用选择性激光熔化设备在AZ31镁合金基体上对Ti-6Al-4V粉末进行单道多层以及多道多层熔覆试验研究。通过调整激光扫描速度研究了不同激光能量密度对熔覆层显微组织的影响,并分析了熔覆层中孔洞的形成机制。结果表明,经单道多层激光熔... 利用选择性激光熔化设备在AZ31镁合金基体上对Ti-6Al-4V粉末进行单道多层以及多道多层熔覆试验研究。通过调整激光扫描速度研究了不同激光能量密度对熔覆层显微组织的影响,并分析了熔覆层中孔洞的形成机制。结果表明,经单道多层激光熔覆形成的试样,侧面形貌为不规则"S"形,且随激光能量密度的增加,不规则"S"形熔覆试样的宽度逐渐增加。在多道多层熔覆试验中,随激光能量密度的增加,熔覆层组织的致密度先增加后减小;Ti-6Al-4V熔覆层与AZ31镁合金基板未发生明显冶金结合,但形成的锯齿状界面有利于提高熔覆层与基体镁合金的结合强度。 展开更多

关键词 激光 熔覆 Ti-6Al-4V粉末

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不同界面SiC纤维束复合材料的拉伸力学行为 被引量：8

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作者 何宗倍 张瑞谦 +3 位作者 付道贵 李鸣 陈招科 邱邵宇 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期25-31,共7页

利用国产三代SiC纤维通过化学气相渗透工艺(CVI)制备不同界面厚度和基体体积分数的SiC纤维束复合材料,并对其拉伸力学行为进行研究;同时,通过有限元方法研究界面厚度和基体体积分数对SiC纤维束复合材料热残余应力的影响。有限元分析结... 利用国产三代SiC纤维通过化学气相渗透工艺(CVI)制备不同界面厚度和基体体积分数的SiC纤维束复合材料,并对其拉伸力学行为进行研究;同时,通过有限元方法研究界面厚度和基体体积分数对SiC纤维束复合材料热残余应力的影响。有限元分析结果表明:该纤维束复合材料的界面存在较为明显的径向和环向热残余应力,而且这两种应力均随着界面厚度增加而减小,随着基体体积分数的增加而增加。拉伸实验结果表明:随着界面厚度增加SiC纤维束复合材料的拉伸强度有增大趋势,且纤维拔出长度也相应增加;但在界面厚度相同的情况下,过高的基体体积分数将导致复合材料拉伸强度和韧性下降。 展开更多

关键词 SiC纤维束复合材料 界面厚度 基体体积分数 热残余应力 拉伸行为

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Si含量对9%Cr铁素体马氏体钢微观结构和力学性能的影响 被引量：2

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作者 周军 邱绍宇 +7 位作者 邱日盛 曾文 陈勇 肖军 王浩 潘钱付 杨灿湘 卓洪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期520-528,共9页

铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高Si含量可提高其抗腐蚀性能,但影响其微观结构和力学性能。为研发兼顾力学性能和抗腐蚀性能的高Si含量F/M钢,本文对Si含量(质量分数为0.34%、0.61%、0.80%、0.98%和1.20%)对9%C... 铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高Si含量可提高其抗腐蚀性能,但影响其微观结构和力学性能。为研发兼顾力学性能和抗腐蚀性能的高Si含量F/M钢,本文对Si含量(质量分数为0.34%、0.61%、0.80%、0.98%和1.20%)对9%Cr F/M钢微观结构和力学性能的影响进行了研究。结果显示,室温下通过正火(1050℃,0.5 h,空冷)+回火(760℃,1.5 h,空冷)热处理制备的F/M钢均为全马氏体组织。钢的屈服强度和抗拉强度均随Si含量的增加而增加。Si含量对钢的组织及冲击性能的影响可分为两个阶段,当F/M钢中Si含量为0.34%~0.80%时,其组织、冲击性能变化很小;Si含量为0.98%~1.20%时,F/M钢中的第二相尺寸、数量增加,沿马氏体板条界面析出少量的Laves相,F/M钢的冲击韧性降低。本研究9%Cr F/M钢中Si元素的最优添加量应低于0.8%,使钢在保持较高强度的同时兼具良好的韧性。 展开更多

关键词 9%Cr铁素体马氏体钢 SI含量 拉伸性能 冲击性能 析出相

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基于CIVA仿真核电站传热管涡流检测参数的选择 被引量：1

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作者 孙大朋 李冬 +3 位作者 刘彦明 杨力 孙永铎 黎为 《四川兵工学报》 CAS 2013年第12期91-95,共5页

利用CIVA软件平台,采用内穿式差动Bobbin线圈对核电站蒸汽发生器传热管涡流检测进行数值模拟;对传热管内外壁缺陷数值模拟,确定检测时的最佳频率,并与理论计算值进行对比;数值模拟差动式探头2线圈之间间隔大小L、线圈宽度b和周向槽缺陷... 利用CIVA软件平台,采用内穿式差动Bobbin线圈对核电站蒸汽发生器传热管涡流检测进行数值模拟;对传热管内外壁缺陷数值模拟,确定检测时的最佳频率,并与理论计算值进行对比;数值模拟差动式探头2线圈之间间隔大小L、线圈宽度b和周向槽缺陷宽度l对检测结果的影响;利用上述CIVA数值模拟的结果分析相应的变化规律,为应用差动Bobbin线圈对核电用传热管进行涡流检测时线圈参数的选择提供了重要的理论参考依据和实用价值。 展开更多

关键词 涡流检测 CIVA数值模拟 差动线圈 SG传热管

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沉淀-混凝-离子交换组合工艺处理含铀分析废液 被引量：1

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作者 任萌 卢长先 +2 位作者 杨海涛 张海明 周显明 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1192-1200,共9页

在核燃料元件的研制与生产过程中,由于进行理化检测分析,会产生较多含铀分析废液。采用沉淀-混凝-离子交换组合工艺处理含铀分析废液。实验分别研究了以上三个单元在废液处理中的铀的去除效果。结果表明,当控制沉淀pH 5~6;加入2.5~3倍... 在核燃料元件的研制与生产过程中,由于进行理化检测分析,会产生较多含铀分析废液。采用沉淀-混凝-离子交换组合工艺处理含铀分析废液。实验分别研究了以上三个单元在废液处理中的铀的去除效果。结果表明,当控制沉淀pH 5~6;加入2.5~3倍废液体积的Ca(OH)_(2)饱和溶液混凝,混凝pH控制在7~9,以及采用强碱性阴离子树脂作为吸附剂,控制吸附原液pH为5~7时,最终含铀分析废液中的铀总去除率可达99.7%。通过工程化试验,采用沉淀-混凝-离子交换组合工艺处理该体系含铀分析废液,铀总去除率高(>99%),运行成本低,可应用于其他相似组成的含铀废液的处理以及铀的回收。 展开更多

关键词 含铀分析废液 沉淀 混凝 离子交换 组合工艺

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激光功率对Al/Ti激光-GMAW复合熔钎焊接头组织及力学性能的影响 被引量：1

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作者 王伟 张恒泉 +3 位作者 朱宗涛 王晶 李洪玉 张然 《热加工工艺》 北大核心 2021年第5期51-54,共4页

采用激光-GMAW复合熔钎焊方法进行了3 mm厚的6061铝合金与Ti-6Al-4V钛合金的平板对接焊接试验,结合宏观金相观察、扫描电镜分析、抗拉强度测试对比分析了激光功率对焊缝成形、接头组织及力学性能的影响规律。结果表明,当激光功率小于3.0... 采用激光-GMAW复合熔钎焊方法进行了3 mm厚的6061铝合金与Ti-6Al-4V钛合金的平板对接焊接试验,结合宏观金相观察、扫描电镜分析、抗拉强度测试对比分析了激光功率对焊缝成形、接头组织及力学性能的影响规律。结果表明,当激光功率小于3.0 kW时,对接面下部无法产生有效的冶金结合,接头强度仅为80 MPa;界面化合物(IMC)层厚度随着激光功率的增大而增大,但在同一个接头中,界面层形态及厚度沿对接面存在差异;接头抗拉强度随着激光功率的增加呈现出先上升后降低的变化趋势,接头最高强度为230 MPa,达到铝合金母材强度的80%。 展开更多

关键词 Al/Ti异种接头 激光-GMAW复合熔钎焊 微观组织

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离子束活化对GF/PEEK金属化涂层结合强度的影响 被引量：3

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作者 钟利 金凡亚 +2 位作者 但敏 童洪辉 敬星 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期86-96,共11页

为了解决玻纤/聚醚醚酮复合材料(GF/PEEK)因界面惰性导致的金属化涂层结合强度弱的问题,采用低能离子束对基材进行表面活化处理,再以磁控溅射和电镀技术制备Cu膜,从而实现复合材料表面大厚度、高性能金属化层的制备。分别采用Ar、H_(2)... 为了解决玻纤/聚醚醚酮复合材料(GF/PEEK)因界面惰性导致的金属化涂层结合强度弱的问题,采用低能离子束对基材进行表面活化处理,再以磁控溅射和电镀技术制备Cu膜,从而实现复合材料表面大厚度、高性能金属化层的制备。分别采用Ar、H_(2)、O_(2)和H_(2)+N_(2)混合气体进行离子束活化,通过对比活化前后基材的润湿性能、微观形貌和表面特性变化,对离子束活化的作用机理展开研究,制备Cu膜并对Cu膜的结合强度进行判定,探讨不同气体活化对结合强度的影响规律。结果表明,经离子束活化后,复合材料的表面润湿性得到显著改善,极性官能团的相对含量明显提高,表面和浅表面玻纤的结构完整性受到破坏,采用Ar、H_(2)、O_(2)和H_(2)+N_(2)离子束活化处理后,Cu膜的结合强度由未经活化的0.1MPa逐渐提高至0.4 MPa、1.49 MPa、7.97 MPa和11.51MPa。离子束活化技术能够有效改善复合材料的表面活性,显著提高金属化涂层的结合强度,延长金属化层的使用寿命,为其工程化应用奠定了理论和数据基础。 展开更多

关键词 表面金属化 离子束活化 聚醚醚酮 结合强度

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