高含量B 4 C/6061Al复合材料及焊接接头组织和力学性能研究
发布时间：2023-04-01 00:04
碳化硼(B4C)中硼的同位素10B具有较高的热中子吸收截面并且其价格低廉,被广泛的应用为核电站屏蔽材料当中的中子吸收体。但B4C属于陶瓷材料,其塑性和韧性差,难于变形加工。因此,通常将B4C颗粒添加到金属基体当中制备成复合材料,例如高B4C颗粒含量铝基复合材料作为核电站乏燃料贮存格架上的中子吸收材料使用。在铝基B4C复合材料内部B4C颗粒含量越高,材料的热中子吸收性能越好,对材料的制备工艺要求越高,材料的力学性能和可加工性能越差。当高含量的B4C颗粒添加到基体铝当中时,B4C颗粒割裂铝基体、B4C颗粒与铝基体之间的界面润湿性能差、B4C颗粒与基体铝之间的塑性协调变形能力差、B4C颗粒与基体铝之间的界面缺陷多等因素都增加了高B4C颗粒含量铝基复合材料的制备难度。在复合材料内部,B4C颗...
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 中子吸收材料
1.2.1 镉材料
1.2.2 含硼聚乙烯复合材料
1.2.3 硼-铝合金
1.2.4 含硼不锈钢
1.2.5 铝基B4C复合材料
1.3 金属基复合材料的制备方法
1.3.1 搅拌铸造法
1.3.2 放电等离子烧结法
1.3.3 喷射共沉积方法
1.3.4 浸渗法
1.3.5 粉末冶金法
1.4 界面对复合材料加工性能的影响
1.5 金属基复合材料的动态冲击行为
1.5.1 金属基复合材料动态冲击行为研究的重要性
1.5.2 金属基复合材料动态冲击行为的研究现状
1.6 金属基复合材料的焊接性能研究
1.6.1 金属基复合材料熔化焊研究现状
1.6.2 金属基复合材料固相焊研究现状
1.7 本文研究内容及技术路线
1.7.1 研究内容
1.7.2 技术路线
参考文献
第二章 B4C/6061Al复合材料的设计与制备
2.1 前言
2.2 B4C/6061Al复合材料的设计
2.2.1 基于MCNP方法几何模型的建立
2.2.2 B4C颗粒含量和材料厚度对中子透过率的影响
2.3 B4C/6061Al复合材料的制备
2.3.1 试验材料
2.3.2 机械球磨混粉
2.3.3 B4C/6061Al复合材料的真空热压
2.3.4 B4C/6061Al复合材料的轧制
2.4 本章小结
参考文献
第三章 B4C/6061Al复合材料的显微组织及力学性能研究
3.1 前言
3.2 B4C/6061Al复合材料的致密度分析
3.3 B4C/6061Al复合材料的显微组织分析
3.3.1 B4C/6061Al复合材料的金相组织分析
3.3.2 B4C/6061Al复合材料的SEM组织分析
3.4 B4C/6061Al复合材料的物相分析
3.4.1 X射线衍射分析
3.4.2 颗粒与基体合金的界面微观形貌分析
3.5 B4C/6061Al复合材料的力学性能分析
3.5.1 硬度分析
3.5.2 拉伸强度性能分析
3.5.3 拉伸断口形貌分析
3.5.4 强化机理分析
3.6 本章小结
参考文献
第四章 B4C/6061Al复合材料中界面结构及界面反应研究
4.1 前言
4.2 B4C与 6061Al之间的界面结构与界面反应
4.2.1 界面结构
4.2.2 界面反应
4.3 复合材料界面的合金元素热力学行为
4.4 拉伸断口的界面
4.5 本章小结
参考文献
第五章 B4C/6061Al复合材料的动态冲击行为研究
5.1 前言
5.2 B4C/6061Al复合材料的静态压缩行为研究
5.2.1 B4C颗粒含量对静态压缩性能的影响
5.2.2 静态压缩后的微观组织分析
5.3 B4C/6061Al复合材料的动态冲击行为研究
5.3.1 B4C颗粒含量对复合材料动态冲击性能的影响
5.3.2 动态冲击后的SEM微观组织形貌分析
5.3.3 动态冲击后的TEM微观组织形貌分析
5.4 Johnson-Cook (J-C)本构关系
5.5 本章小结
参考文献
第六章 B4C/6061Al复合材料的焊接行为研究
6.1 前言
6.2 B4C/6061Al复合材料TIG行为
6.2.1 B4C/6061Al复合材料TIG接头的微观组织
6.2.2 B4C/6061Al复合材料TIG接头的力学行为分析
6.2.3 TIG过程中熔池内部的交互作用
6.3 B4C/6061Al复合材料的FSW焊接行为
6.3.1 B4C/6061Al复合材料FSW接头宏观形貌
6.3.2 B4C/6061Al复合材料FSW接头微观组织形貌分析
6.3.3 FSW接头的微纳力学性能
6.3.4 FSW接头拉伸性能
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及科研成果
论文的独创性说明及展望
本文编号：3776059
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 中子吸收材料
1.2.1 镉材料
1.2.2 含硼聚乙烯复合材料
1.2.3 硼-铝合金
1.2.4 含硼不锈钢
1.2.5 铝基B4C复合材料
1.3 金属基复合材料的制备方法
1.3.1 搅拌铸造法
1.3.2 放电等离子烧结法
1.3.3 喷射共沉积方法
1.3.4 浸渗法
1.3.5 粉末冶金法
1.4 界面对复合材料加工性能的影响
1.5 金属基复合材料的动态冲击行为
1.5.1 金属基复合材料动态冲击行为研究的重要性
1.5.2 金属基复合材料动态冲击行为的研究现状
1.6 金属基复合材料的焊接性能研究
1.6.1 金属基复合材料熔化焊研究现状
1.6.2 金属基复合材料固相焊研究现状
1.7 本文研究内容及技术路线
1.7.1 研究内容
1.7.2 技术路线
参考文献
第二章 B4C/6061Al复合材料的设计与制备
2.1 前言
2.2 B4C/6061Al复合材料的设计
2.2.1 基于MCNP方法几何模型的建立
2.2.2 B4C颗粒含量和材料厚度对中子透过率的影响
2.3 B4C/6061Al复合材料的制备
2.3.1 试验材料
2.3.2 机械球磨混粉
2.3.3 B4C/6061Al复合材料的真空热压
2.3.4 B4C/6061Al复合材料的轧制
2.4 本章小结
参考文献
第三章 B4C/6061Al复合材料的显微组织及力学性能研究
3.1 前言
3.2 B4C/6061Al复合材料的致密度分析
3.3 B4C/6061Al复合材料的显微组织分析
3.3.1 B4C/6061Al复合材料的金相组织分析
3.3.2 B4C/6061Al复合材料的SEM组织分析
3.4 B4C/6061Al复合材料的物相分析
3.4.1 X射线衍射分析
3.4.2 颗粒与基体合金的界面微观形貌分析
3.5 B4C/6061Al复合材料的力学性能分析
3.5.1 硬度分析
3.5.2 拉伸强度性能分析
3.5.3 拉伸断口形貌分析
3.5.4 强化机理分析
3.6 本章小结
参考文献
第四章 B4C/6061Al复合材料中界面结构及界面反应研究
4.1 前言
4.2 B4C与 6061Al之间的界面结构与界面反应
4.2.1 界面结构
4.2.2 界面反应
4.3 复合材料界面的合金元素热力学行为
4.4 拉伸断口的界面
4.5 本章小结
参考文献
第五章 B4C/6061Al复合材料的动态冲击行为研究
5.1 前言
5.2 B4C/6061Al复合材料的静态压缩行为研究
5.2.1 B4C颗粒含量对静态压缩性能的影响
5.2.2 静态压缩后的微观组织分析
5.3 B4C/6061Al复合材料的动态冲击行为研究
5.3.1 B4C颗粒含量对复合材料动态冲击性能的影响
5.3.2 动态冲击后的SEM微观组织形貌分析
5.3.3 动态冲击后的TEM微观组织形貌分析
5.4 Johnson-Cook (J-C)本构关系
5.5 本章小结
参考文献
第六章 B4C/6061Al复合材料的焊接行为研究
6.1 前言
6.2 B4C/6061Al复合材料TIG行为
6.2.1 B4C/6061Al复合材料TIG接头的微观组织
6.2.2 B4C/6061Al复合材料TIG接头的力学行为分析
6.2.3 TIG过程中熔池内部的交互作用
6.3 B4C/6061Al复合材料的FSW焊接行为
6.3.1 B4C/6061Al复合材料FSW接头宏观形貌
6.3.2 B4C/6061Al复合材料FSW接头微观组织形貌分析
6.3.3 FSW接头的微纳力学性能
6.3.4 FSW接头拉伸性能
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及科研成果
论文的独创性说明及展望
本文编号：3776059
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3776059.html
