张高伟
- 作品数：8 被引量：7H指数：2
- 供职机构：北京科技大学材料科学与工程学院更多>>
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- 相关领域：金属学及工艺核科学技术一般工业技术电子电信更多>>
- W-5Ta合金的高温自离子损伤及热回复试验研究
- 2022年
- 钨-钽(W-Ta)合金研究对聚变堆钨基材料的研发与服役可靠性评价具有重要意义。本研究围绕热锻W-5%Ta(质量分数)合金开展了高温自离子辐照损伤(2 MeV W^(+),800℃/1.2 dpa)及热回复试验(1000℃/1 h)。采用透射电镜显微缺陷表征方法,证实了高温辐照态样品中出现了大量位错环,其中部分位错环的空间分布表现出“筏型组态”特征。经统计分析,在高温辐照态样品中位错环平均尺寸和数密度分别达到(7.1±1.8)nm和(1.5±0.2)×10^(22)m^(-3);而在辐照后退火态样品中,位错环平均尺寸增加至(10.4±6.5)nm,数密度下降至(1.1±0.1)×10^(22)m^(-3),辐照孔洞开始出现。结合相关文献,依据辐照缺陷的尺寸、数密度指标讨论了金属W中辐照缺陷在第Ⅳ、Ⅴ回复阶段下的演化机制以及Ta元素的作用。比较发现Ta的钉扎作用延缓了辐照位错环的尺寸粗化与数密度下降趋势,而Ta对辐照孔洞的演化影响甚小。
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- 关键词：聚变堆材料辐照缺陷
- 氢离子辐照纯钒中形成的位错环被引量：4
- 2016年
- 钒合金作为聚变堆候选材料,其辐照损伤行为一直是关注的重点.研究辐照时形成的位错环的性质,其意义在于揭示纯钒中辐照空洞的长大机理.这种机理表现为不同类型位错环对点缺陷吸收的偏压不同,从而影响金属的辐照肿胀.本文利用加速器对纯钒薄膜样品进行氢离子辐照,然后,利用透射电镜的inside-outside方法分析氢离子辐照所形成的位错环的类型.结果表明,在氢离子辐照纯钒中没有发现柏氏矢量b=<100>的位错环,只有柏氏矢量b=1/2<111>和b=<110>的位错环,这两种位错环的惯性面处于110—112之间.能确定性质的位错环全部为间隙型位错环,未发现空位型位错环.
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- 关键词：钒透射电镜位错环氢
- 注氢纯铝中间隙型位错环一维迁移现象的原位观察
- 2022年
- 核聚变堆材料在高能粒子辐照过程中会产生大量点缺陷,导致辐照脆性和辐照肿胀等现象.因而,研究点缺陷在辐照过程中的演变过程至关重要.点缺陷团簇的一维迁移现象是这种演变过程的主要研究内容之一.本文采用普通低压(200 kV)透射电镜,在室温条件下对注氢纯铝中的间隙型位错环在电子辐照下的一维迁移现象进行了观察和分析.在200 keV电子辐照下,注氢纯铝中的位错环可多个、同时发生一维迁移运动,也可单个、独立进行一维迁移运动.位错环沿柏氏矢量1/3<111>的方向可进行微米尺度的一维长程迁移,沿柏氏矢量1/2<110>的方向一维迁移也可达数百纳米.电子束辐照时产生的间隙原子浓度梯度是引起位错环一维迁移并决定其迁移方向的原因.位错环发生快速一维迁移时,其后会留下一条运动轨迹;位错环一维迁移的速率越快,运动的轨迹则越长,在完成迁移过后的几十秒内这些运动轨迹会逐渐消失.
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- 关键词：电子束辐照位错环铝
- Ti/AlN/Ti/AlN多层涂层的制备和阻氘性能
- 2022年
- 为提高AlN涂层的稳定性和阻氚性能,提出“Ti-AlN”结构涂层。采用磁控溅射法在316L不锈钢基体表面制备了结构致密、总厚度约500 nm的Ti/AlN/Ti/AlN多层涂层。对该涂层样品进行不同的真空热处理后,采用SEM、XRD、AES等手段分析涂层样品在热处理前后的微观形貌和结构变化,并对涂层样品在200~600℃的阻氘性能进行测试和分析。结果表明,仅热处理温度为760℃时,Ti-AlN界面反应生成少量的Al_(3)Ti相。在所有涂层样品中,热处理温度为700℃、升温速率为1.5℃/min的涂层表现出最优的阻氘性能,其600℃的PRF(permeation reduction factor)高达536。当热处理温度升高至760℃或升温速率达到2.5℃/min时,表层AlN层的开裂程度更为严重,并导致涂层的阻氘性能显著降低。另外,所有涂层样品的PRF均随渗透温度的降低而急剧减小,表明氘气渗透过程中的温度变化会引起该多层涂层阻氘性能的失效。
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- 关键词：聚变堆
- V-4Cr-4Ti/Ti复合材料界面的辐照损伤特性研究被引量：1
- 2019年
- 采用透射电子显微镜和纳米压痕技术研究了高能Fe10+离子注入后V-4Cr-4Ti/Ti复合材料界面辐照硬化、辐照缺陷以及微观结构的变化.根据样品成分和微观结构的特征,将该复合材料分成V-4Cr-4Ti基体、界面I、界面II和Ti基体四个区域.纳米压痕结果表明,辐照后样品均发生了辐照硬化,但界面处的辐照硬化远低于两基体,说明异质材料界面表现出了良好的抗辐照硬化能力.透射电子显微镜结果表明,辐照后界面处的辐照缺陷密度较小、尺寸较大、分布较均匀;而在两基体中辐照缺陷密度大、尺寸小且大量缠结.辐照后V-4Cr-4Ti基体、界面I区和界面II区均有一些富Ti析出物,但界面I的析出物数量和尺寸均高于界面II和V-4Cr-4Ti基体.由于Ti的析出改变了样品中局部的V/Ti比,导致界面I部分区域由b-Ti转变为a-Ti,形成a+b Ti共存区.
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- 关键词：析出物辐照缺陷
- 氢离子辐照后在纯钒中形成的微观缺陷分析
- 钒合金具有良好的低活化性、能够与液态锂兼容，以及高温强度、抗中子辐照等性能，是作为核聚变堆增殖包层的比较理想的候选结构材料。但是，与铁基合金的研究相比，对于钒合金辐照损伤的研究还不够深入，尤其是对于钒合金中由于辐照形成的...
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- 钒合金抗高温氧化腐蚀研究进展
- 2022年
- 以V-(4-5)Cr-(4-5)Ti合金为代表的钒合金具有高温性能优异、抗辐照肿胀性能好、中子辐照活化性低等诸多优点,被视为先进核聚变反应堆最有潜力的候选包层结构材料之一.然而,钒合金在较高温度下的氧化腐蚀及吸氧脆化问题仍是目前制约其实际应用和长寿命服役的重要因素.因此,提升钒合金的抗高温氧化腐蚀性能,对于提高其服役温度、延长其服役寿命以及拓宽其应用领域均具有重要意义.本文综述了国内外有关提升钒合金抗高温氧化腐蚀性能的三种主要方案,即添加抗氧化性元素、应用扩散型涂层和包覆型涂层,并对这些方案的主要特点、应用实例以及存在的问题进行了分析和讨论.上述三种方案中,包覆型涂层由于可以将钒合金基体和服役环境完全隔离,因而具备更大的应用潜力.根据钒合金的应用特点,对先进包覆型抗氧化腐蚀涂层的发展趋势和技术需求进行了展望,以期为钒合金抗高温氧化腐蚀研究工作的深入开展提供借鉴.
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- 关键词：聚变堆钒合金
- 高温注氢对钒合金微观结构的影响被引量：3
- 2016年
- 研究了500℃高温条件下注氢对V-4Cr、V-4Ti和V-4Cr-4Ti三种合金微观结构的影响.在注氢实验之前,V-4Cr合金的基体清晰干净,而V-4Ti和V-4Cr-4Ti两种合金的基体中则出现很多相互平行和垂直的针状析出相,且大部分析出相周围都存在着位错.在500℃注氢实验之后,V-4Cr合金基体中出现大量的分布不均的黑色点状缺陷和缺陷簇,而V-4Ti和V-4Cr-4Ti两种合金的基体中除产生点状缺陷外,还出现高密度的气泡,且V-4Cr-4Ti合金中气泡的平均尺寸要稍小一些.另外,V-4Ti和V-4Cr-4Ti合金基体中原有的析出相在注氢实验之后都发生不同程度的溶解.在观察V-4Cr-4Ti合金基体中气泡分布规律时发现,在距离晶界25 nm的范围内几乎看不到气泡的存在,由此推断晶界的存在可以抑制氢气泡等辐照缺陷的产生.
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- 关键词：钒合金析出相气泡
