核辐射综合屏蔽材料研究进展

核能技术的快速发展带来了辐射安全隐患,为保护人员的身体健康与周围环境的安全必须采取屏蔽体进行防护。核设施结构的复杂性以及应用场景的多样性对核辐射综合屏蔽材料的性能提出更高的要求,材料不仅要具备优异的中子/γ屏蔽功能,还应具有优异的力学性能以作为结构材料使用。本文简述了核辐射综合屏蔽材料的设计要求,并根据国内外屏蔽材料的研究现状,综述了常用的辐射屏蔽材料的研究进展,对比分析金属与非金属材料的屏蔽性能,总结了不同基体与功能填料的研究内容、特点以及存在的问题,提出了屏蔽材料结构/功能一体化已成为发展方向,指出含稀土元素的镍基复合材料在防辐射屏蔽材料方面的应用将成为进一步研究的重点,为新型辐射屏蔽材料的研制应用提供了参考。

前驱体浸渍裂解过程中SiC/SiC复合材料微观工艺应力模拟研究

前驱体浸渍裂解工艺(PIP)是SiC/SiC复合材料的一种近净成形制备方法,但前驱体裂解过程中产生的应力阻碍了该工艺的产业化应用。本文构建了一种化学-力学耦合模型来研究前驱体裂解过程中应力的产生和演化机理。首先以反应动力学模型描述了前驱体的裂解过程;其次基于三相球模型建立了一个解析模型计算基体的均匀化力学性质;最后结合上述模型构建了有限元模型,在微观尺度模拟计算了代表性体积单胞(RVC)内的工艺应力演变。结果表明:基体在贫基体的界面处承受显著的环向拉伸应力;对于由纯前驱体组成的基体,基体内的工艺应力主要是由裂解过程引起的化学收缩导致的,受温度引起的热膨胀影响较小;随着PIP循环次数的增加,化学收缩和热膨胀的角色发生互换。

NdFeB纳米晶双相复合永磁材料研究进展

NdFeB纳米晶双相复合永磁材料 ,由于其潜在的优异磁性能和商业价值 ,成为当今材料领域研究的热点。本文就近年来NdFeB纳米晶双相复合永磁材料的发展状况 ,从该类合金的交换耦合作用、分类以及提高磁性能的方法三个方面为重点 。

Nd_(10.1)Fe_((83.7-x-y))Co_xZr_yB_(6.2)永磁材料结构和磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化热处理工艺制备Nd10.1Fe(83.7-x-y)CoxZryB6.2纳米晶永磁材料。在快淬速度为18m·s-1时,经710℃/4min晶化处理后,Nd10.1Fe76Co5Zr2.7B6.2粘结磁体出现最佳磁性能,分别为Br=0.67T,JHc=754kA·m-1,(BH)max=75.1kJ·m-3。粘结磁体的磁性能对于快淬速度非常敏感。随着合金元素的添加,出现最佳磁性能的快淬速度逐渐减少。为了得到最佳磁性能,除了选择合适的快淬速度外,添加合适的合金元素变得非常重要。添加Zr元素抑制了亚稳相的析出以及细化了晶粒尺寸。比较不加Zr元素的Nd10.1Fe78.7Co5B6.2,添加Zr元素晶化温度增加了9℃,表明Zr元素也增加了快淬薄带的热稳定性。

稀土掺杂氧化铟低功耗汽油敏感材料的研究

采用微乳液法合成了纳米In2O3粉体,分别采用浸渍法和共沉淀法制备了掺杂Y2O3和Nd2O3的氧化铟。利用X射线衍射、透射电镜对氧化铟的结构和形貌进行了表征;采用静态配气法对氧化铟的气敏特性进行了测试。结果表明:微乳液法合成的氧化铟经600℃,1 h煅烧后,颗粒尺寸约20 nm,且分布均匀。未掺杂的氧化铟气敏元件对汽油有较高的灵敏度,但选择性不好;氧化钕和氧化钇掺杂后,在3.0 V工作电压下大大提高了氧化铟对汽油的灵敏度和选择性,氧化钇掺杂量为5.0%时对汽油的最大灵敏度达到了285.1,功耗只有200 mW。

CdSnO_3纳米材料的室温固相合成及其气敏特性研究

以无机盐为原料 ,在遵守热力学限制的前提下 ,采用室温固相化学反应法合成了复合氧化物CdSnO3,X -射线粉末衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)等表征结果表明 ,固相反应完全 ,产物为 β -CdSnO3,其粒径为 30nm左右 ,与传统方法相比 ,该法降低了CdSnO3的物相形成温度。气敏性能测试结果表明 ,以该法合成的CdSnO3为基体的气敏元件 ,对体积分数 0 0 0 5 %酒精的灵敏度高达 6 3 6倍 ,抗干扰能力强 ,响应 -恢复快 ,为应用前景良好的酒敏材料。

碳(石墨)/铝复合材料制备工艺及力学性能的研究

研究了碳（石墨）纤维增强铝基复合材料（Ｃ（Ｇｒ）／Ａ１）制备工艺及其对力学性能的影响。研究表明，在冷却速度较慢的条件下纤维表面涂软Ｃ层对提高Ｃ／Ａｌ性能意义不大，纤维束中混杂ＳｉＣ颗粒可使力学性能有一定提高。在相同工艺制备条件下，Ｇｒ／Ａｌ的强度显著高于Ｃ／Ａｌ，原因在于Ｇｒ纤维稳定性较高。Ｃ／Ａｌ复合材料制备的关键是控制脆性化合物Ａｌ４Ｃ３的形成。

室温磁制冷工质材料的研究进展

磁制冷技术是一种高效、环保的新型制冷技术,应用前景非常广阔。室温磁制冷工质是室温磁制冷技术发展的关键因素之一。介绍了磁制冷工质用于制冷技术的原理、室温磁制冷工质的选择依据及发展现状,并对室温磁制冷工质技术的发展进行了展望。

碳(石墨)/铝复合材料冲击拉伸性能研究

研究了三种碳（石墨）／铝复合材料冲击拉伸力学性能。结果表明，碳（石墨）／铝复合材料具有应变率相关性，其冲击拉伸强度明显高于静态拉伸强度，弹性模量与应变率无关：在４００ｓ－１和１０００ｓ－１应变率范围内，其力学响应对应变率不敏感；冲击强度与断口形貌、失稳应变有关。碳（石墨）／铝复合材料属弹塑性材料。

纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(81-x)Co_xZr_3B_(6.5)永磁材料磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd9.5Fe81-xCoxZr3B6.5(x=0、2、5、8、10)纳米晶合金条带,研究了Co的添加对快淬合金磁性能和居里温度的影响。结果表明,适量Co元素的添加能够有效降低各相晶粒的尺寸,增强了软、硬磁相晶粒的交换耦合作用,从而提高了合金的磁性能。Co含量为5%(原子分数)的合金,经670℃/4min的晶化处理后所得到的最佳磁性能为`Br=0.90T,jHc=588kA/m,(BH)max=117kJ/m3。

纳米晶Nd_(10.1)Fe_(76.2)Co_(4.5)Zr_3B_(6.2)永磁材料制备工艺和磁性能的研究

采用熔体快淬及热处理工艺制备Nd10.1Fe76.2Co4.5Zr3B6.2永磁材料,研究了制备工艺参数和热处理工艺对材料结构和磁性能的影响。结果表明,粘结磁体的磁性能与熔体快淬和热处理工艺密切相关,快淬速度为20m/s的薄带经690℃×4m in退火处理可得到最佳磁性能:Br=0.714T、JHc=698kA/m、(BH)max=82.0kJ/m3。

纳米室温磁制冷工质材料的研究

简述了室温磁制冷材料的发展历史和纳米技术,概述了磁制冷材料研究的重点。总结了室温磁制冷工质材料具有优良性能的标准,并且给出了从微观、唯象和纳米方面研究室温磁制冷材料的新思路。介绍了纳米技术在室温磁制冷材料研究中的应用,重点讲述了纳米化对室温磁制冷材料的影响,预测了磁制冷材料的发展趋势。

水化学对锆合金耐腐蚀性能影响的研究

经对包括 Zr- 4在内的 4种不同成分锆合金耐腐蚀性能的研究发现：高温水中添加了 0.01～ 0.1molLiOH后，腐蚀转折提早发生，转折后的腐蚀速率增加。这种现象随 LiOH浓度增大变得更加显著，但在成分不同的锆合金中有明显的差异，同时添加 H3BO3后又可以抑制 LiOH的加速腐蚀作用。氧化膜显微组织的观察结果表明：转折后的加速腐蚀过程与氧化膜中孔洞簇的出现有关，添加 LiOH以及改变合金成分后，通过影响孔洞簇的形成而对腐蚀转折及转折后的腐蚀加速产生作用。从分析氧化膜中 Li＋的浓度及有关腐蚀增重的结果来看，似乎 Nb可以部分抑制 Li＋进入氧化膜，而足够含量的 Sn可以缓解 Li＋的有害作用。因此，只有 Sn和 Nb含量都比较高的 3样品，在含 LiOH介质中的耐腐蚀性能最好，而含 Sn和 Nb较低的锆合金样品，在这种条件下的耐腐蚀性能还不如 Zr- 4。这些锆合金在不含 LiOH的 400℃过热蒸汽中腐蚀时，表现出耐腐蚀性能的变化规律，与含 LiOH高温水中的正好相反，说明了这两种条件下影响腐蚀性能的主导因素有着明显的不同。在靠近氧化膜 /金属界面处的氧化膜，无论在转折前或转折后，都存在亚稳的非晶、立方和四方结构的 ZrO2，没有观察到孔洞，在氧化膜中间层和表层已生成孔洞处，是单一的单斜结构 ZrO2，

双相纳米晶永磁体的研究

Nd8 .5Fe75Co5Cu1 Nb1 Zr3B6 .5合金熔体经 18m·s- 1 快淬 ,在 670℃ / 4min退火处理后 ,制备成的粘结磁体的最佳磁性能为 :Br=0 .68T(6 8kGs) ,JHc=62 0 .3kA·m- 1 (7 8kOe) ,(BH) max=74kJ·m- 3(9 3 3MGOe)。在低Nd合金中复合添加Zr和Cu ,提高了内禀矫顽力 ,改善了磁滞回线的矩形度 ,从而提高了最大磁能积。

Zr-4合金氧化膜的显微组织研究

Zr-4合金样品在高压釜中经过360℃/18.6 MPa高温去离子水腐蚀395天后,用扫描电镜观察了氧化膜的断口形貌,用高分辨透射电镜观察了氧化膜不同深度处的显微组织和晶体结构,研究了氧化膜的显微组织在腐蚀过程中的演化过程。氧化膜的晶体结构非常复杂,在靠近金属基体处除了稳定的单斜(m)晶体结构外,还存在非晶、立方(c)和四方(t)等亚稳相,晶体中还生成了很多缺陷。m/t和m/c晶体之间存在共格关系,满足(001)m//(110)t,(010)m//(1-10)t;以及(001)m//(002)c,(010)m//(020)c的取向关系。氧化膜中的晶体缺陷在应力、温度和时间作用下会发生扩散,并在氧化锆晶界上凝聚生成孔隙,弱化了晶粒之间的结合力并引起显微组织的演化。在内应力的作用下,孔隙之间的扩展和连结发展成微裂纹,氧化膜变得比较疏松,导致了耐腐蚀性能的变化和腐蚀加速。讨论了各种影响显微组织演化因素之间的关系,氧化膜显微组织的演化过程是不可避免的,寻找并控制能够延缓显微组织演化过程的因素是提高锆合金耐腐蚀性能的有效途径。

纳米晶Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9磁粉芯的磁性能研究

利用球磨纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金得到的粉末压制成磁粉芯 ,研究其磁性。结果表明 ,在测量的频率范围内( 1kHz～ 10 0kHz) ,该粉芯的磁导率几乎不随频率变化而变化 ;粉芯的品质因数Q随频率的增加而增加 ,在较高频率时有着比坡莫合金粉芯还要高的值 ,具有应用价值。推导出磁粉芯的静态磁导率的表达式 ,发现磁粉芯的磁导率与磁粉芯的密度有着密切的关系 ,密度愈大 。

微波水解法制备纳米ZnO及其气敏特性研究

以Zn(CH3COO)2-2H2O为原料,采用微波水解法和恒温水解法制备了纳米ZnO粉体,用X射线衍射仪、透射电镜对产物的相组成和微观结构进行了表征和分析,并且测试了其气敏特性.为了改善纳米ZnO的气敏性能,利用微波水解法,通过掺杂Pt、Pd贵金属制备出其相应的纳米复合氧化物.与恒温水解法相比,微波水解法所需反应时间显著缩短、反应物浓度提高;两种方法制备的纳米ZnO粉体皆对酒精和汽油具有较高灵敏度;掺杂Pt或Pd可提高纳米ZnO对酒精和汽油的选择性.

铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能研究

分别采用Cu-CuSO4-16%H2SO4沸腾试验和电化学再活化方法研究了八种400系列铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能.结果表明:C含量及稳定化元素是影响铁素体不锈钢晶间腐蚀性能的关键因素;电化学测量方法评价铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能时易受晶粒再活化的影响,可结合电镜观察表面提高测量的准确性.

690合金的显微组织研究

应用透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究了６９０合金经固溶热处理，及经不同温度（６００－８００℃）和不同时间（０．５－２００ｈ）时效热处理后的显微组织结。果表明：６９０合金经过固溶处理及时效热处理后，在晶界上析出面心立方结构的碳化物 Ｍ２３Ｃ６；碳化物优先在晶界位错缠结处成核，在大角度晶界处，一侧晶粒的（１００）晶面与界面接近平行时碳化物更容易析出；晶界上析出的碳化物总是与同一侧的基体有立方－立方的共格取向关系；碳化物不在孪晶面上析出，但会在孪晶端头的非共格界面上析出，析出后沿〈１１０〉生长较快，形成针状：通过特殊热处理可以控制和调节晶界碳化物的长大和贫Ｃｒ区中的Ｃｒ含量，以获得最佳耐腐蚀性能．