基于液相烧结的W-Ni-Fe合金防辐射屏蔽材料的制备研究

发布时间：2021-03-03 12:29

　　W-Ni-Fe合金是由W晶粒相和Ni-Fe基体相组成的两相复合材料,具有密度高、强度大、耐腐蚀性好、抗高温氧化性好、防γ射线能力强且无毒环保等优良特性,被广泛应用于放射性辐射环境下的屏蔽装备材料。本文采用液相烧结方法,通过球磨混粉-模压成形-真空烧结等工艺流程,制备了W-Ni-Fe合金和W-Ni-Fe-Hf合金试样。采用材料试验机测试了不同实验参数下W-Ni-Fe合金和W-Ni-Fe-Hf合金的密度、抗拉强度、伸长率、显微硬度等力学性能,采用金相显微镜和扫描电镜观察了W-Ni-Fe合金和W-Ni-Fe-Hf合金的显微组织和断口形貌,并采用EDS和XRD分析了试样微区成分和相组成。明确了烧结工艺与合金成分对W-Ni-Fe合金的微观组织、力学性能及γ射线屏蔽性能的影响,研究结果表明:1、W-Ni-Fe合金密度、抗拉强度、伸长率和显微硬度都随烧结时间的延长先升后降,其中密度、伸长率和显微硬度在45min时最大,分别为16.99g/cm3、10.1%、439.91HV,而抗拉强度却在30min为最高,达852.81Mpa;2、W-Ni-Fe合金密度、抗拉强度、伸长率和显微硬度都随升温速度的加快... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 液相烧结技术
        1.2.1 液相烧结的基本概念
        1.2.2 液相烧结的原理
        1.2.3 液相烧结技术研究及应用进展
    1.3 W-Ni-Fe合金的基本特性
    1.4 高密度W-Ni-Fe合金的研究现状
        1.4.1 合金成分对高密度W-Ni-Fe合金性能的影响
        1.4.2 高密度W-Ni-Fe合金制备工艺
    1.5 高密度W-Ni-Fe合金的应用
    1.6 研究内容
第2章 实验条件与研究方法
    2.1 实验系统
        2.1.1 液相烧结设备
        2.1.2 实验方案
    2.2 实验材料
    2.3 制备工艺流程及实验参数
        2.3.1 混粉工艺
        2.3.2 成形工艺
        2.3.3 烧结工艺
    2.4 防辐射屏蔽材料的性能测试与分析方法
        2.4.1 密度
        2.4.2 硬度
        2.4.3 抗拉强度及伸长率
        2.4.4 X-ray物相分析
        2.4.5 显微组织及断口观察
        2.4.6 屏蔽性能
第3章 烧结工艺对W-Ni-Fe合金力学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 烧结时间
        3.2.1 显微组织分析
        3.2.2 拉伸断口形貌分析
        3.2.3 EDS成分分析
        3.2.4 X-ray物相分析
        3.2.5 力学性能
    3.3 升温速度
        3.3.1 升温曲线
        3.3.2 显微组织分析
        3.3.3 拉伸断口形貌分析
        3.3.4 EDS成分分析
        3.3.5 X-ray物相分析
        3.3.6 力学性能
    3.4 本章小结
第4章 合金成分对W-Ni-Fe合金性能的影响
    4.1 引言
    4.2 Hf金属基本性质
    4.3 合金成分设计
    4.4 Ni/Fe比对W-Ni-Fe合金性能的影响
        4.4.1 显微组织分析
        4.4.2 拉伸断口形貌分析
        4.4.3 不同Ni/Fe比对W-Ni-Fe合金力学性能的影响
        4.4.4 不同Ni/Fe比对W-Ni-Fe合金屏蔽性能的影响
    4.5 添加合金元素Hf对W-Ni-Fe合金性能的影响
        4.5.1 显微组织分析
        4.5.2 拉伸断口形貌分析
        4.5.3 EDS成分分析
        4.5.4 X-ray物相分析
        4.5.5 添加Hf对W-Ni-Fe合金力学性能的影响
        4.5.6 添加Hf对W-Ni-Fe合金屏蔽性能的影响
    4.6 小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅陶瓷液相烧结时的液相生成过程[J]. 梁汉琴,姚秀敏,黄政仁,刘学建.  机械工程材料. 2015(02)
[2]瞬态液相烧结原位Ni-Al/Al复合材料研究[J]. 赵龙志,肖健,赵明娟,张坚.  兵器材料科学与工程. 2015(01)
[3]块状菱镁矿烧结中期液相烧结行为[J]. 周宝余,李志坚,吴锋,曲殿利,李林山.  辽宁科技大学学报. 2014(05)
[4]高密度钨合金烧结新工艺研究现状[J]. 孙文,章晓波.  稀有金属与硬质合金. 2014(02)
[5]W-Cu液相烧结体系致密化行为的模拟[J]. 池永恒,张瑞杰,方伟,杨诗棣,曲选辉.  中国有色金属学报. 2014(02)
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[8]退火温度对挤压态细晶钨合金性能及组织演变的影响[J]. 杨昌麟,范景莲,龚星,丁飞,刘涛.  稀有金属材料与工程. 2013(11)
[9]我国钨基高比重合金发展的回顾[J]. 赵慕岳,王伏生,孙志雨.  有色金属科学与工程. 2013(05)
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博士论文
[1]钨合金的制备及动态性能研究[D]. 陈小安.西南交通大学 2012
[2]粉末冶金材料的温压行为及其致密化机理研究[D]. 叶途明.中南大学 2007

硕士论文
[1]梯度结构钨基重合金制备及性能的研究[D]. 金莹.中南大学 2014
[2]W-4.9Ni-2.1Fe/W-2.8Ni-1.2Fe-1Al2O3钨合金的制备及其力学性能研究[D]. 艾璇.华南理工大学 2013
[3]液相烧结制备钨基合金屏蔽材料的实验研究[D]. 成细洋.南华大学 2012
[4]等离子喷涂成形W-Re合金[D]. 徐玄.中南大学 2011
[5]液相烧结和粉体轧制制备Cu-Cr合金[D]. 李士胜.东北大学 2011
[6]微波烧结W-Ni-Fe高密度合金研究[D]. 周承商.中南大学 2009
[7]W-Ni-Fe系高密度合金力学性能的研究[D]. 吴爱华.中南大学 2004
[8]W-Ni-Fe高密度合金的延伸率研究[D]. 唐新文.中南大学 2003
[9]添加钽对钨基高密度合金弹性模量的影响的研究[D]. 罗述东.中南大学 2003



本文编号：3061264