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核燃料锆包壳表面微弧氧化及Cr基复合膜高温蒸汽氧化研究进展
1
作者 薛文斌 李鑫 +6 位作者 王利娇 柴璐琪 周茜 王兴平 徐驰 金小越 杜建成 《表面技术》 北大核心 2025年第15期1-23,共23页
在反应堆失水事故发生时,锆包壳在高温水蒸气中会发生剧烈氧化,并释放氢气,从而引发严重的氢爆事故。通过Cr涂层能显著提高锆包壳的抗蒸汽氧化能力,涂层表面的Cr2O3膜能够显著抑制氧原子向锆基体扩散。在Cr涂层与Zr基体之间插入微弧氧化... 在反应堆失水事故发生时,锆包壳在高温水蒸气中会发生剧烈氧化,并释放氢气,从而引发严重的氢爆事故。通过Cr涂层能显著提高锆包壳的抗蒸汽氧化能力,涂层表面的Cr2O3膜能够显著抑制氧原子向锆基体扩散。在Cr涂层与Zr基体之间插入微弧氧化(MAO)绝缘中间缓冲层,能够抑制Cr/Zr互扩散,以及避免发生Cr/Zr电偶腐蚀。介绍了锆表面MAO膜及MAO/Cr基复合膜的制备工艺及膜层组织的结构特点,重点总结它们在900~1200℃蒸汽环境中的氧化动力学曲线,以及涂层结构、成分演变规律的研究现状,分析Al、Si合金元素对MAO/Cr基复合膜高温氧化行为的影响,还简要介绍MAO/Cr基复合膜的高能离子辐照效应,最后指出一些问题及后续研究方向。MAO膜及MAO/Cr基复合膜具有良好的抗蒸汽氧化性能,但MAO膜在1100℃以上环境中会失去保护能力,而MAO/Cr基复合膜在1200℃蒸汽环境中仍具有较高的防护性能。MAO绝缘中间层能够抑制Cr、Zr互扩散。将Al、Si合金元素添加到Cr层中,能够进一步提高MAO/Cr复合膜的抗氧化能力,Al2O3和Zr2Si阻挡层的形成分别是MAO/CrAl和MAO/CrAlSi复合膜抗高温氧化能力高的主要原因。 展开更多
关键词 微弧氧化 锆包壳 蒸汽氧化 Cr基复合膜 互扩散
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含钪超高强铝合金在应变速率10^(-3)s^(-1)下的热流变及动态再结晶行为
2
作者 李昂 张毅 +2 位作者 陈开媛 吴福 高蔚 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期169-177,共9页
采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合... 采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合方程。结果表明:相关特征参数的拟合方程可以较好地描述含钪铝合金在实验条件范围内的动态再结晶行为。变形温度的升高会增加晶粒内部的取向差,减弱晶粒沿法向的择优取向,有助于动态再结晶的发生。动态回复是含钪铝合金的主要软化机制。随着温度的变化,铝合金微观组织存在不连续动态、连续动态及几何动态三种再结晶机制。 展开更多
关键词 含钪铝合金 动态再结晶 热流变行为 低应变速率 微观组织演化
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基于Z′参数的高强铝合金稳态蠕变速率可靠性研究 被引量：3
3
作者 李昂 高蔚 +1 位作者 吴福 张毅 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期709-714,共6页
建立了基于速率温度参数模型的新型高强铝合金Z′参数表达式及稳态蠕变速率-可靠度预测方法,Z′参数表征稳态蠕变速率数据偏离速率温度参数模型主曲线的程度。结合实测数据,研究了Z′参数的统计分布规律。基于Z′参数,分别得出新型高强... 建立了基于速率温度参数模型的新型高强铝合金Z′参数表达式及稳态蠕变速率-可靠度预测方法,Z′参数表征稳态蠕变速率数据偏离速率温度参数模型主曲线的程度。结合实测数据,研究了Z′参数的统计分布规律。基于Z′参数,分别得出新型高强铝合金实验应力-速率温度参数-可靠度曲线和温度-许用应力-可靠度曲线。结果显示,新型高强铝合金Z′参数满足正态分布规律。稳态蠕变速率预测上限随可靠度的增加而升高。外推至稳态蠕变速率上限10-7 h-1时,新型高强铝合金在50、80℃下的许用应力(可靠度99.7%)分别为470.0、294.5 MPa。与传统安全系数法相比,基于Z′参数的预测结果更合理。 展开更多
关键词 高强铝合金 速率温度参数 Z′参数 可靠度 稳态蠕变速率预测
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高速旋转机械用消除频率混叠现象的小波变换算法研究 被引量：6
4
作者 杨鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期557-562,共6页
高速旋转机械由于其工作转速高、控制精度高,其故障信号又属于微弱突变信号,造成常规监测方法准确率偏低,成为制约高速旋转机械故障监测进一步发展的最大障碍。本文设计了一种消除小波分解和重构过程中产生的频率混叠的算法。该算法利... 高速旋转机械由于其工作转速高、控制精度高,其故障信号又属于微弱突变信号,造成常规监测方法准确率偏低,成为制约高速旋转机械故障监测进一步发展的最大障碍。本文设计了一种消除小波分解和重构过程中产生的频率混叠的算法。该算法利用傅里叶变换和傅里叶逆变换构成Mallat小波变换在分解和重构过程中所需的严格正交镜像滤波器,从而达到Mallat小波变换过程中必须具有的理想截止特性,最终去除掉多余的频率成分。利用改进前后的小波算法对实际信号进行分析,结果表明,本文设计的Mallat小波变换改进算法可消除信号分析中出现的频率混叠现象。 展开更多
关键词 小波变换 快速傅里叶变换 频率混叠
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高速无刷直流电机分立电源控制系统的设计 被引量：2
5
作者 杨鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期757-760,共4页
已有的高速无刷直流电机驱动电源与控制电源使用同一供电装置,以使其在实现功能的同时减少控制系统的体积,实现小型化。但实验中发现,统一供电存在电源信号串扰问题。针对此问题,本文设计了一种高速无刷直流电机分立电源控制系统,首先... 已有的高速无刷直流电机驱动电源与控制电源使用同一供电装置,以使其在实现功能的同时减少控制系统的体积,实现小型化。但实验中发现,统一供电存在电源信号串扰问题。针对此问题,本文设计了一种高速无刷直流电机分立电源控制系统,首先对电机驱动电源与控制电源进行了分立设计,之后对信号处理系统、信号分配系统和电源保护系统进行了改进设计。使用改进前后的电源控制系统进行了对比实验,结果表明,采用分立电源控制系统后,控制电源可在0~12 V精细控制,驱动电源可在0~100 V之间宽幅输出。改进后控制电源与驱动电源未出现串扰问题,即控制电路不会出现过载,驱动电路不会出现欠载。以上结果表明,电机驱动电源与控制电源的分立设计实现了控制信号的精细化调节,提高了其在运行过程中电信号检测的准确性。 展开更多
关键词 高速直流无刷电机 控制系统 分立设计
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旋转盘型件表面半椭圆裂纹K_I的权函数解法 被引量：1
6
作者 李昂 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期640-647,共8页
计算半椭圆裂纹的Ⅰ型应力强度因子(K_I)是研究含缺陷部件损伤容限、评估剩余寿命的关键技术。针对机械设备类盘型件应力分布复杂、有限元建模繁琐耗时等问题,建立一种计算高速旋转条件下复杂结构盘状部件表面半椭圆裂纹K_I的权函数方... 计算半椭圆裂纹的Ⅰ型应力强度因子(K_I)是研究含缺陷部件损伤容限、评估剩余寿命的关键技术。针对机械设备类盘型件应力分布复杂、有限元建模繁琐耗时等问题,建立一种计算高速旋转条件下复杂结构盘状部件表面半椭圆裂纹K_I的权函数方法。在一定的适用条件下,将盘型件局部小裂纹简化为平板表面裂纹。在半椭圆形状参数0.2≤α≤2、0.05≤β≤0.6的范围内,通过平板表面裂纹模型,拟合得到表面半椭圆裂纹权函数参数M的多元线性表达式,其中拟合值与有限元计算值的残差平方和均值为0.00975。结合某机械设备盘型件的设计特点,研究该权函数法在不等厚及中部突起型圆盘表面径向、切向裂纹问题的适用性。经验证,权函数解与有限元结果的相对误差为-4.45%~2.80%。 展开更多
关键词 应力强度因子 半椭圆裂纹 权函数 盘型件 旋转载荷
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类石墨烯过渡金属二硫化物的制备及应用研究进展 被引量：8
7
作者 秦涛 常恬 +2 位作者 张文 蒋丽娟 李延超 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1023-1029,共7页
二维过渡金属二硫化物(TMDCs)是一种具有类石墨烯层状结构的新型材料。由于其超薄的片层间距、巨大的比表面积、丰富的边缘位点、良好的化学稳定性和可调控禁带宽度等优异的理化性质,引起了光电器件、光催化剂、锂离子电池及超级电容器... 二维过渡金属二硫化物(TMDCs)是一种具有类石墨烯层状结构的新型材料。由于其超薄的片层间距、巨大的比表面积、丰富的边缘位点、良好的化学稳定性和可调控禁带宽度等优异的理化性质,引起了光电器件、光催化剂、锂离子电池及超级电容器、固体润滑剂等领域研究者的广泛关注。介绍了类石墨烯TMDCs的基本结构,对其常用的制备方法及应用进行了重点综述,并展望了其未来研究的发展趋势和面临的挑战。 展开更多
关键词 二维过渡金属硫化物 类石墨烯 禁带宽度 制备 应用
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伊犁盆地南缘郎卡地区中侏罗统西山窑组沉积特征及演化 被引量：6
8
作者 倪仕琪 宋继叶 +5 位作者 蔡煜琦 张晓 李真真 邱余波 张虎军 蒋宏 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期434-445,共12页
针对伊犁盆地郎卡地区中侏罗统西山窑组铀矿地质勘查中对沉积相研究存在的问题,以钻孔岩芯精细研究为基础,结合区域地质背景及测井、地震、粒度等分析资料进行沉积相标志、沉积相展布及沉积演化等进行综合研究。研究成果表明研究区西山... 针对伊犁盆地郎卡地区中侏罗统西山窑组铀矿地质勘查中对沉积相研究存在的问题,以钻孔岩芯精细研究为基础,结合区域地质背景及测井、地震、粒度等分析资料进行沉积相标志、沉积相展布及沉积演化等进行综合研究。研究成果表明研究区西山窑组主要发育辫状河三角洲和湖泊2种沉积相。西山窑组下段沉积时期,研究区发育辫状河三角洲平原沉积,分流河道砂体叠置连片分布;西山窑组中段沉积时期,湖平面上升,全区基本演化为辫状河三角洲前缘和滨浅湖沉积,水下分流河道砂体呈条带状展布;西山窑组上段沉积时期,研究区整体呈现出湖退过程,辫状河三角洲进积,以辫状河三角洲前缘沉积为主,水下分流河道在三角洲前缘亚相占主导地位。 展开更多
关键词 伊犁盆地 郎卡地区 西山窑组 辫状河三角洲 相标志
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锆表面微弧氧化膜1000~1200℃高温蒸汽氧化行为研究 被引量：7
9
作者 王兴平 廖燚钊 +6 位作者 关浩浩 高川力 朱明浩 金小越 徐驰 杜建成 薛文斌 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期23-31,40,共10页
目的研究微弧氧化表面处理对纯锆高温蒸汽氧化行为影响。方法采用微弧氧化技术(MAO)在磷酸盐电解液中纯锆表面制备厚约2.5μm的陶瓷膜,再利用热重分析仪(TGA)测量它们在1000~1200℃蒸汽环境中的氧化性能,并分析蒸汽氧化前后氧化膜的微... 目的研究微弧氧化表面处理对纯锆高温蒸汽氧化行为影响。方法采用微弧氧化技术(MAO)在磷酸盐电解液中纯锆表面制备厚约2.5μm的陶瓷膜,再利用热重分析仪(TGA)测量它们在1000~1200℃蒸汽环境中的氧化性能,并分析蒸汽氧化前后氧化膜的微观结构、物相组成。用辉光放电谱仪(GDOES)分析蒸汽氧化前后锆基体及微弧氧化样品Zr、O、P、Na、C、H元素的成分深度分布。结果锆基体及微弧氧化膜加速氧化动力学转变温度约为600℃。在1000℃蒸汽中,微弧氧化处理的纯锆样品氧化增重低于锆基体。蒸汽温度达到1100℃以上时,锆基体和微弧氧化膜的氧化增重曲线几乎重合。蒸汽氧化初期氧原子快速扩散至β-Zr中,当较厚α-Zr(O)层和ZrO_(2)层形成后,氧化速率主要取决于氧在α-Zr(O)层中的扩散速率,而且氧化锆层阻挡了氢扩散进入锆基体。高温蒸汽氧化后,纯锆表面氧化层主要由单斜氧化锆(M-ZrO_(2))相和少量的四方氧化锆(T-ZrO_(2))相组成。结论在1000℃以下,微弧氧化膜增强了锆基体的抗蒸汽氧化能力,但1100℃以上没有保护作用。 展开更多
关键词 纯锆 微弧氧化 高温蒸汽氧化 氧化动力学 吸氢
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一种电磁感应烧结UO2的发热体设计及优化 被引量：1
10
作者 刘辰 金恩泽 徐乐昌 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1077-1084,共8页
本文提出一种可以直接利用电磁感应高效烧结UO2燃料芯块的方法,利用ANSYS有限元软件研究不同结构参数对电磁感应发热体发热效果的影响,并据此对电磁感应发热体进行优化。计算结果表明,当外部发热体开缝方式为纵向开3条缝,横向在两侧开3... 本文提出一种可以直接利用电磁感应高效烧结UO2燃料芯块的方法,利用ANSYS有限元软件研究不同结构参数对电磁感应发热体发热效果的影响,并据此对电磁感应发热体进行优化。计算结果表明,当外部发热体开缝方式为纵向开3条缝,横向在两侧开3条缝,纵向缝宽3 mm,横向缝宽4.5mm时,内部和外部发热体都具有较高的发热效率和较好的温度均匀性,可实现UO2燃料芯块的高效均匀烧结。 展开更多
关键词 电磁感应 高效烧结 UO2燃料芯块
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