CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2020年
二元镍基合金辐照缺陷演化及抗辐照性能的研究
曹明鹏
Subtype硕士
Thesis Advisor闫隆
2020-06-01
Degree Grantor中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
Keyword辐照硬化 缺陷演化 透射电子显微镜
Abstract镍基合金具有优异的抗氧化以及高温力学性能,是熔盐堆重要的候选结构材料,其常用固溶元素包括Cr、Mo,Cr元素可以提高合金的耐腐蚀性能,Mo主要起合金强化的作用。熔盐堆在服役过程中其结构材料将不可避免的受到高剂量中子辐照,因此国内外学者对镍基合金做了大量的辐照效应研究。但是,对于固溶元素的添加对镍基合金在辐照下性能的影响却鲜有报道。Cr的原子尺寸与Mo有较大差别,在辐照条件下其固溶合金会展现出不同的辐照结果。因此,本文以Ni、Ni-Cr、Ni-Mo为原型,研究固溶元素对镍基合金辐照性能的影响。利用400keV Ne离子在室温、300℃、500℃条件下分别对Ni、Ni-10%wt.Cr、Ni-10%wt.Mo进行辐照实验。结果表明相较于室温辐照,在300℃下辐照时,Ni的缺陷尺寸出现增长,但是Ni-10%wt.Cr、Ni-10%wt.Mo的缺陷尺寸并未出现较大的改变。相对于300℃下辐照,辐照温度为500℃时,Ni的缺陷尺寸增长了18倍,Ni-10%wt.Cr缺陷尺寸增长了6倍,Ni-10%wt.Mo缺陷尺寸增长了6倍。这说明在Ni中加入固溶元素Cr、Mo可以有效抑制Ni的缺陷在高温辐照下增长的趋势。进一步通过50 keV Ne离子辐照Ni、Ni-20%wt.Cr、Ni-20%wt.Mo实验,发现Cr对缺陷的生长有较强的限制作用,Mo对缺陷的形成有抑制作用。同时使用2 MeV Ne离子辐照对Ni、Ni-20%wt.Cr、Ni-20%wt.Mo样品进行了辐照。结果表明Ni、Ni-20%wt.Cr、Ni-20%wt.Mo合金在辐照后(111)面的晶格并未发生明显的畸变,并且Ni-20%wt.Cr、Ni-20%wt.Mo出现了硬化饱和的迹象,但是Ni的硬化未饱和。最终通过Makin-Minter模型以及透射电镜的结果进一步揭示了Mo对缺陷的抑制能力高于Cr。本文通过Ne离子辐照Ni、Ni-Cr、Ni-Mo,阐明了Cr、Mo对镍基合金缺陷演化以及抗辐照性能的影响,这对后续设计以及优化镍基合金具有一定的参考意义。
Pages63
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/32500
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2020年
Affiliation中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
First Author Affilication中国科学院上海应用物理研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
曹明鹏. 二元镍基合金辐照缺陷演化及抗辐照性能的研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2020.
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