合金化元素钛对U-0.79wt.%Ti合金氢化行为影响研究
发布时间：2021-10-19 14:56
铀及其合金性质活泼,极易与环境气氛相互作用而发生腐蚀,导致材料使用性能降低甚至失效。这些反应中,氢化腐蚀由于具有反应剧烈、伴随有较大体胀、反应产物易燃等特性,对材料的破坏损伤也极为严重,因而备受研究者关注。由于具有非常重要的科学研究和工程应用价值,因此过去的几十年间,铀及其合金的氢化腐蚀行为一直是核材料科学研究的热点前沿。但是,铀及其合金的氢化反应相当复杂,气氛压力、反应温度、杂质气体、氧化层性质和金属的微观组织结构等诸多因素都会产生影响。更为重要的是,氢化反应具有点蚀特性,在某些特殊位置会优先成核生长。目前,研究者普遍接受晶界等处是金属铀氢化反应的优先成核点,但在反应机理方面存在争议,主要有两种观点：以英国AWE和以色列NRC-Negev为代表的一派学者认为表面氧化层差异是决定氢化成核点位的决定因素；另外一派以美国LANL和LLNL为主的研究者认为金属自身的性质特别是化学组成和微观组织结构才是决定氢化成核生长点的根本因素。从工程应用角度来讲,确定氢化反应特别是成核行为的根本机理,可以作为铀及其合金材料工程防护方案设计的出发点和支撑点。此外,这一研究领域公开的文献报道更多集中在金属铀,...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
引言
第1章 绪论
1.1 金属铀及铀氢化物的基本物理化学性质
1.2 铀氢反应研究进展
1.2.1 氢的来源
1.2.2 铀氢反应动力学
1.2.3 铀氢化物成核
1.2.4 铀氢反应的理论计算
1.2.5 研究方法概述
1.3 小结
第2章 实验方法
2.1 实验材料
2.2 氢化反应实验研究
2.2.1 系统原理
2.2.2 系统构成
2.3 实验方法
2.4 其它分析表征手段
2.4.1 激光共聚焦显微镜(LSCM)
2.4.2 X射线衍射分析(XRD)
2.4.3 扫描电镜(SEM)
2.4.4 X射线光电子谱仪(XPS)
2.4.5 原子力显微镜(AFM)
2.4.6 俄歇电子能谱(AES)
第3章 铀钛合金微观组织结构及钛的存在形态
3.1 铀钛平衡相图
3.2 不同热处理状态铀钛合金微观组织结构
3.3 小结
第4章 预热处理对铀钛合金表面性质的影响
4.1 预热处理对U-0.79Ti合金氢化反应动力学的影响
4.2 贫铀真空热处理的原位XPS实验研究
4.3 U-0.79Ti真空热处理的XPS实验研究
4.4 小结
第5章 U_2Ti对氢化反应成核特性影响
5.1 β+U_2Ti合金氢化行为研究
5.1.1 合金制备和表征
5.2 氢化成核生长行为研究
5.2.1 微观组织结构的显现
5.3 氢化反应
5.4 成因分析
5.4.1 氧化层的影响
5.4.2 氢化物生长各向异性的成因
5.5 小结
第6章 固溶钛对氢化反应的影响
6.1 试样
6.1.1 金相分析
6.1.2 XRD分析
6.1.3 SEM分析
6.2 实验方法
6.3 氢化反应结果
6.4 成因分析
6.4.1 第一类氢化物的成因分析
6.4.2 第二类氢化物的成核机制
6.5 小结
第7章 夹杂钛对氢化反应的影响
7.1 夹杂的表征
7.2 氢化反应实验结果
7.3 其他氢化反应实验结果再讨论
7.4 小结
第8章 结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO在α-U（001）表面的吸附[J]. 李赣,罗文华,陈虎翅. 物理化学学报. 2010(05)
[2]铀真空热氧化膜的XPS研究[J]. 周萍,汪小琳,杨江荣,伏晓国,罗丽珠. 稀有金属材料与工程. 2008(01)
[3]预热退火对铀和铀铌合金氢化动力学的影响[J]. 邹乐西,孙颖,齐连柱,杨锁龙,郭文胜,李庆松. 核化学与放射化学. 2004(03)
博士论文
[1]钛、锆、钪的室温吸氘特性及其与钯氘化物间的氘传输行为研究[D]. 叶小球.中国工程物理研究院 2012
[2]U-2.5wt%Nb合金的氧化动力学与环境气氛腐蚀对力学性能的影响研究[D]. 杨江荣.中国工程物理研究院 2007
[3]铀合金的氢化特性和氢化处理研究[D]. 帅茂兵.中国工程物理研究院 2001
硕士论文
[1]真空铝热法制备低氧高钛铁的研究[D]. 宋雪静.沈阳理工大学 2008
[2]铀铌合金表面氧化行为的电子能量损失谱研究[D]. 陆雷.中国工程物理研究院北京研究生部 2003
[3]超临界CO2与铀表面相互作用研究[D]. 张广丰.中国工程物理研究院北京研究生部 2002
本文编号：3445088
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
引言
第1章 绪论
1.1 金属铀及铀氢化物的基本物理化学性质
1.2 铀氢反应研究进展
1.2.1 氢的来源
1.2.2 铀氢反应动力学
1.2.3 铀氢化物成核
1.2.4 铀氢反应的理论计算
1.2.5 研究方法概述
1.3 小结
第2章 实验方法
2.1 实验材料
2.2 氢化反应实验研究
2.2.1 系统原理
2.2.2 系统构成
2.3 实验方法
2.4 其它分析表征手段
2.4.1 激光共聚焦显微镜(LSCM)
2.4.2 X射线衍射分析(XRD)
2.4.3 扫描电镜(SEM)
2.4.4 X射线光电子谱仪(XPS)
2.4.5 原子力显微镜(AFM)
2.4.6 俄歇电子能谱(AES)
第3章 铀钛合金微观组织结构及钛的存在形态
3.1 铀钛平衡相图
3.2 不同热处理状态铀钛合金微观组织结构
3.3 小结
第4章 预热处理对铀钛合金表面性质的影响
4.1 预热处理对U-0.79Ti合金氢化反应动力学的影响
4.2 贫铀真空热处理的原位XPS实验研究
4.3 U-0.79Ti真空热处理的XPS实验研究
4.4 小结
第5章 U_2Ti对氢化反应成核特性影响
5.1 β+U_2Ti合金氢化行为研究
5.1.1 合金制备和表征
5.2 氢化成核生长行为研究
5.2.1 微观组织结构的显现
5.3 氢化反应
5.4 成因分析
5.4.1 氧化层的影响
5.4.2 氢化物生长各向异性的成因
5.5 小结
第6章 固溶钛对氢化反应的影响
6.1 试样
6.1.1 金相分析
6.1.2 XRD分析
6.1.3 SEM分析
6.2 实验方法
6.3 氢化反应结果
6.4 成因分析
6.4.1 第一类氢化物的成因分析
6.4.2 第二类氢化物的成核机制
6.5 小结
第7章 夹杂钛对氢化反应的影响
7.1 夹杂的表征
7.2 氢化反应实验结果
7.3 其他氢化反应实验结果再讨论
7.4 小结
第8章 结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO在α-U（001）表面的吸附[J]. 李赣,罗文华,陈虎翅. 物理化学学报. 2010(05)
[2]铀真空热氧化膜的XPS研究[J]. 周萍,汪小琳,杨江荣,伏晓国,罗丽珠. 稀有金属材料与工程. 2008(01)
[3]预热退火对铀和铀铌合金氢化动力学的影响[J]. 邹乐西,孙颖,齐连柱,杨锁龙,郭文胜,李庆松. 核化学与放射化学. 2004(03)
博士论文
[1]钛、锆、钪的室温吸氘特性及其与钯氘化物间的氘传输行为研究[D]. 叶小球.中国工程物理研究院 2012
[2]U-2.5wt%Nb合金的氧化动力学与环境气氛腐蚀对力学性能的影响研究[D]. 杨江荣.中国工程物理研究院 2007
[3]铀合金的氢化特性和氢化处理研究[D]. 帅茂兵.中国工程物理研究院 2001
硕士论文
[1]真空铝热法制备低氧高钛铁的研究[D]. 宋雪静.沈阳理工大学 2008
[2]铀铌合金表面氧化行为的电子能量损失谱研究[D]. 陆雷.中国工程物理研究院北京研究生部 2003
[3]超临界CO2与铀表面相互作用研究[D]. 张广丰.中国工程物理研究院北京研究生部 2002
本文编号：3445088
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3445088.html
