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《四川大学》 2006年
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Zr-4合金表面Nb合金化研究

吴华  
【摘要】:本文在详细分析国内外核反应堆用锆合金研究进展的基础上,高能束表面合金化的方法(激光束、电子束和离子注入)在Zr-4合金表面添加Nb元素,采用扫描电子显微镜(SEM)(附有EDS功能)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜等现代材料分析测试方法,研究了合金化层微观形貌、微区成分、显微硬度及耐电化学腐蚀性能。研究结果表明: 1.直流磁控溅射Nb涂层可以用于锆合金表面合金化,其厚度与基体Zr-4合金之间的附着力存在如下关系: y=exp(4.4-0.13x+0.001x~2) 2.合金化后样品中Nb元素分布不均匀,其含量在表面以下某一处达到最高,与采取的工艺手段、工艺参数有关;热处理和冷轧也不能使成分均匀化。 3.样品的熔区凝固后具有明显的树枝晶组织,这是因为熔区的散热主要通过基体Zr-4合金,所以具有快速凝固和外延生长的特征。 4.热处理使合金化层组织粗化;冷轧使合金化层的枝晶破裂,相组成由β-Zr转变为α-Zr+β-Nb。 5.Nb离子注入Zr-4合金后,在表层生成了NbN和ZrO_2。 6.高能束合金化使Zr-4合金在酸性溶液中的耐蚀性得到一定改善。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG174

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