强磁场下钢中碳化物析出的热力学机制研究

发布时间：2023-05-30 19:47

　　低活化钢是Tokamak中的包层结构材料,其在高温和强磁场条件下使用。长期服役条件下碳化物的析出与演变是低活化钢高温蠕变性能的重要决定因素,所以人们一直在寻求高温强磁场下稳定存在的碳化物。研究发现,强磁场会显著影响M₂₃C₆(M=Fe,Cr)的析出行为,通常会促进Fe₂₀Cr₃C₆在特定温度下提前析出。因此,研究强磁场下碳化物结构、磁性及稳定性为我国核聚变反应堆包层结构材料的研发与创制提供理论依据和技术参考,既具有重要的理论意义,又具有实际应用前景。本文首先对M₂₃C₆(M=Fe,Cr)的基态结构、磁性进行研究,然后采用第一性原理、魏氏分子场理论和热力学平衡软件MTDATA相结合的方法分析磁场诱导M23C6析出的热力学机制,从而对实验现象进行解释。得到的结论如下:(1)M₂₃C₆(M=Fe,Cr)的晶体结构中,有M(4a),M(8c),M(32f),M(48h),C(24e)五种Wyckof...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钢中碳化物的析出
        1.2.1 钢中碳化物的类型
        1.2.2 碳化物的析出行为
    1.3 强磁场对碳化物的析出的影响
        1.3.1 强磁场发展历程
        1.3.2 磁场作用下碳化物的析出
    1.4 本文的研究目的和主要内容
第2章 计算方法
    2.1 第一性原理
        2.1.1 密度泛函理论
        2.1.2 计算软件
    2.2 魏氏分子场理论
    2.3 热力学计算软件MTDATA
    2.4 选区电子衍射花样模拟
第3章 (Fe,Cr)₂₃C₆的基态性质
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 稳定性
        3.3.2 磁性
        3.3.3 电子结构
        3.3.4 力学性能
        3.3.5 理论硬度
    3.4 本章小结
第4章 磁场诱导M₂₃C₆析出的热力学机制
    4.1 引言
    4.2 方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碳化物M₂₃C₆的鉴别
        4.3.2 磁场作用下碳化物磁矩的变化
        4.3.3 磁场作用下碳化物居里温度的变化
        4.3.4 磁场诱导磁热容
        4.3.5 磁场诱导磁熵
        4.3.6 磁场诱导磁焓
        4.3.7 磁场诱导磁自由能
        4.3.8 碳化物的化学自由能
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 主要创新点
    5.3 课题展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3824921