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1. 研究目的与意义(文献综述)
随着人类社会的迅猛发展,能源问题也日益凸显了出来,不可再生能源的消耗殆尽,而传统的核裂变反应堆核电站反应放能效率比较低,反应后的核废料放射性极强、难以处理,安全事故的后果很严重,因此,出于对人类安全以及环境的考虑,我们是无法建造大量的核裂变反应堆核电站的。而核裂变不仅原材料好获取,可从海水中提取氚等氢的同位素,储量巨大,月球上还有大量he3储藏,而且反应放能效率极高,产物无污染、不具放射性,是未来人类能源的首选。近几年随着科学技术的迅猛发展,目前世界各国学者们已经在实验室成功实现了较长时间的磁约束核聚变过程。相较于裂变堆而言,聚变堆中的核心结构材料往往承受着更高的能量冲击、更严酷的元素辐照以及更复杂的腐蚀环境,因此,该技术的发展也不断对关键材料性能的提高提出要求。
ods合金,氧化物弥散强化合金(oxide dispersion-strengthened alloy),是一种具有承受高中子通量的理想核包壳材料。ods合金基于马氏体钢和铁素体钢的基础上形成的材料,由于本身的晶体结构,体立方中心的钢基体可形成具有弥散的柯氏气体团,形成超稳定的强化态,具有较好的高温抗蠕变、高温强度、抗中子及氢同位素辐照的特性。作为一种新型的高温合金,在应用于商业聚变堆结构材料上具有极大的潜力。然而,ods铁素体合金的常规制备方法包括热挤压或热等静压等极端工艺,这对于材料的制备周期及成本十分不利,我们希望用一种新方法来制备ods合金。
微波烧结是一种材料烧结工艺的新方法,它具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点,并能提高产品的均匀性和成品率,改善被烧结材料的微观结构和性能,已经成为材料烧结领域里新的研究热点。通常情况下,微波烧结更多用于陶瓷,耐火材料和化合物,由于金属原子对微波的反射而很少用于金属制造。但是,近来用在金属材料的制备上已变得很流行,例如cu-ni,fe和316l不锈钢的烧结。实际上,与传统的材料相比,这些材料的属性显得更加出色。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容
材料制备:以铁素体合金与硅粉为材料,通过球磨机进行机械合金化,再利用微波炉烧结成坯。
材料表征: 使用x'pert pro x射线衍射(xrd)和cu kα对粉末和烧结体进行了分析。通过axiovert 200mat光学显微镜(om)观察合金的微观结构。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-10周:按照设计方案,完成不同硅含量微波烧结ods合金工艺。
第11-12周:完成ods合金性能测试及组织观察。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] youseffi, m, wright, c.s, jeyacheya, f.m. effects of silicon addition and process conditions upon α-phase sintering, sinter hardening, and mechanical properties of fe-1.5mo powder[j]. powder metallurgy, 2002, 45(1):53-62.
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[3]刘锋. 氧化物弥散强化铁基高温合金的制备及强化机理研究[d].长沙:中大
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