Al-Si共晶合金B 4 C中子吸收材料制备与耐蚀性的研究
发布时间：2021-10-09 20:46
Al-Si共晶合金具有中子吸收能力低,导热系数高,耐蚀性好等特点,是一种理想的中子吸收基体材料。Al-Si共晶合金加工工艺与耐蚀性,直接影响到该合金作为中子吸收基体材料使用寿命与成本,必须加以研究。本文首先研究了粉末锻造加工过程对B4C--Al-Si共晶合金弥散体物理性能及微观结构的影响;然后将制备出的块状试样在不同温度下置于不同pH值的弱酸（稀H2SO4）弱碱（稀NaOH）溶液中进行长时间腐蚀。从宏观失重、微观检测、热力学计算三个方面分析了不同温度、不同pH值及不同时间等条件下的腐蚀速度、类型和产物,研究了试样在25℃和80℃时的耐蚀性及腐蚀机理。研究结果表明:烧结工艺使Al-Si共晶合金粉末颗粒之间发生了局部熔化与冶金结合,呈现出网状结构连续体,其塑性大大提高,抗压强度达到292MPa,但其相对密度未发生明显变化,块体材料中存在较多的孔隙。冷锻工艺使颗粒发生塑性变形而相互啮合,颗粒之间的间距减小,孔隙缩小,从而使材料相对密度高达97%,抗压强度达到了356MPa。腐蚀温度和溶液pH值对B4C-A...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝—硅系相图
大量块状初生硅析出，除延伸率急剧下降外，抗拉强度太低(σ≈100M使用价值。硅含量较高的铝硅合金须经变质处理，不论是共晶体中的硅，还是晶体，若细或圆，同时分布均匀，则合金的塑性高，且有相当的强度。当合金体为细小的针状时，有很高的强度，但塑性、冲击韧性与疲劳强度则大大下降所有铸铝合金中，铝硅合金是最致密的。生产上常用的铝硅合金为 ZL102 合金（13％Si），属共晶成分范围，有最佳的铸造性能，优良的致密性和小的热裂倾耐蚀性也较好，经变质处理后有一定的力学性能，可用来制造薄壁、形状复杂求不高的零件或压铸件[21~28]。铝硅合金的切削加工性能较铝铜，铝镁合金略差铝好。在航空工业中的应用主要是高温合金和铝合金的粉末锻造，如高温合金飞机大梁接头等[29]。
.2 研究内容（1）探索和研究粉末冶金法制备 Al-Si 共晶合金 B4C 中子吸收材料弥散体的加工稳定性；（2）研究弥散体烧结致密化、压制致密化的机理；（3）研究块状试样在不同温度、不同 pH 值及不同时间等条件下的腐蚀速度、类型物，检测试样的宏观失重，观察试样腐蚀表面的微观结构；（4）分析不同腐蚀条件下的试样腐蚀机理，计算、研究试样的热力学稳定性。.3 研究的技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的相容性研究[J]. 兰军,查五生,邹从沛,刘改华,王正云. 核动力工程. 2007(06)
[2]碳化硼屏蔽吸收芯块的研制及其在快堆中的性能考核[J]. 王零森. 中国有色金属学报. 2006(09)
[3]粉末粒度对高硅铝合金显微组织及性能的影响[J]. 甘卫平,陈招科,杨伏良. 中国有色金属学报. 2005(05)
[4]硅含量对高硅铝合金材料组织及性能的影响[J]. 杨伏良,甘卫平,陈招科. 材料导报. 2005(02)
[5]Gd2O3-UO2芯块中添加U3O8研究[J]. 周荣生,邹从沛. 核动力工程. 2003(05)
[6]热压多孔碳化硼的力学性能及其影响因素[J]. 王零森. 中南工业大学学报(自然科学版). 2002(06)
[7]固体雾化铝硅合金的粉末特性[J]. 傅定发,陈鼎,陈刚,吕洪. 材料开发与应用. 2002(05)
[8]细晶硅粒子对快速凝固高硅铝合金性能的影响[J]. 胡锐,勾宏图,郑来苏,商宝禄. 机械科学与技术. 2002(05)
[9]过共晶铝硅合金的研究及应用[J]. 赖华清,范宏训,徐祥. 汽车工艺与材料. 2001(10)
[10]快速凝固高硅铝合金粉末显微组织及时效特性[J]. 沈军,孙剑飞,谢壮德,周彼德,李庆春. 特种铸造及有色合金. 2001(04)
本文编号：3426983
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝—硅系相图
大量块状初生硅析出，除延伸率急剧下降外，抗拉强度太低(σ≈100M使用价值。硅含量较高的铝硅合金须经变质处理，不论是共晶体中的硅，还是晶体，若细或圆，同时分布均匀，则合金的塑性高，且有相当的强度。当合金体为细小的针状时，有很高的强度，但塑性、冲击韧性与疲劳强度则大大下降所有铸铝合金中，铝硅合金是最致密的。生产上常用的铝硅合金为 ZL102 合金（13％Si），属共晶成分范围，有最佳的铸造性能，优良的致密性和小的热裂倾耐蚀性也较好，经变质处理后有一定的力学性能，可用来制造薄壁、形状复杂求不高的零件或压铸件[21~28]。铝硅合金的切削加工性能较铝铜，铝镁合金略差铝好。在航空工业中的应用主要是高温合金和铝合金的粉末锻造，如高温合金飞机大梁接头等[29]。
.2 研究内容（1）探索和研究粉末冶金法制备 Al-Si 共晶合金 B4C 中子吸收材料弥散体的加工稳定性；（2）研究弥散体烧结致密化、压制致密化的机理；（3）研究块状试样在不同温度、不同 pH 值及不同时间等条件下的腐蚀速度、类型物，检测试样的宏观失重，观察试样腐蚀表面的微观结构；（4）分析不同腐蚀条件下的试样腐蚀机理，计算、研究试样的热力学稳定性。.3 研究的技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的相容性研究[J]. 兰军,查五生,邹从沛,刘改华,王正云. 核动力工程. 2007(06)
[2]碳化硼屏蔽吸收芯块的研制及其在快堆中的性能考核[J]. 王零森. 中国有色金属学报. 2006(09)
[3]粉末粒度对高硅铝合金显微组织及性能的影响[J]. 甘卫平,陈招科,杨伏良. 中国有色金属学报. 2005(05)
[4]硅含量对高硅铝合金材料组织及性能的影响[J]. 杨伏良,甘卫平,陈招科. 材料导报. 2005(02)
[5]Gd2O3-UO2芯块中添加U3O8研究[J]. 周荣生,邹从沛. 核动力工程. 2003(05)
[6]热压多孔碳化硼的力学性能及其影响因素[J]. 王零森. 中南工业大学学报(自然科学版). 2002(06)
[7]固体雾化铝硅合金的粉末特性[J]. 傅定发,陈鼎,陈刚,吕洪. 材料开发与应用. 2002(05)
[8]细晶硅粒子对快速凝固高硅铝合金性能的影响[J]. 胡锐,勾宏图,郑来苏,商宝禄. 机械科学与技术. 2002(05)
[9]过共晶铝硅合金的研究及应用[J]. 赖华清,范宏训,徐祥. 汽车工艺与材料. 2001(10)
[10]快速凝固高硅铝合金粉末显微组织及时效特性[J]. 沈军,孙剑飞,谢壮德,周彼德,李庆春. 特种铸造及有色合金. 2001(04)
本文编号：3426983
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