摘要：研究了商用Zr702在沸腾硝酸中应用于乏核燃料后处理工业的应力腐蚀开裂(SCC)行为和应力腐蚀敏感性(I_(SCC))。使用独立设计的慢应变率拉伸(SSRT)系统在沸腾的硝酸中获得应变率为10^(-5)s^(-1)的Zr702的应力-应变曲线。进行微观表征以及数值分析以量化Zr702的SCC行为。结果表明,随着HNO_(3)浓度的增加,Zr702的I_(SCC)由5%明显增加到26.67%。商用Zr702在沸腾HNO_(3)溶液中力学性能的急剧下降归因于试样表面的解理断裂,并且解理裂纹的深度随着HNO_(3)浓度的增加而增加。最后,提出了预测商业Zr702在沸腾HNO_(3)溶液中SCC行为的模型和方程。HNO_(3)浓度、I_(SCC)、断裂应力(σ_(SCC))和解理裂纹深度(d_(cc))之间的定量关系可以使用高阶回归方程来描述和预测。

摘要：随着我国核电站在建及运行的反应堆日渐增多,乏燃料的产生、运输和储存成为核工业面临的严峻难题。对卸载出的巨量核废乏燃料,采用闭环处理循环利用,比传统深埋更加环保和安全。采用添加中子毒物的核结构材料制造相关设备和仪器,可以保障乏燃料后处理过程的运行安全。基于核工业应用要求,针对乏燃料后处理常用的316L不锈钢、Ti35、Zr等材料添加B或者Gd的相图展开调研,结果显示B和Gd可明显提高结构材料的中子吸收效果,但B和Gd的化学性质与过渡族金属Fe,Ti,Zr等相差甚远,除α-Zr最多固溶2.8%Gd(原子数分数)以外,B和Gd均不能大量固溶于常规金属合金体系中,强制添加势必对合金力学性能或耐蚀性能带来巨大危害。可采用团簇模型的合金设计理念,通过含B和Gd化合物相均匀析出或者复合的制造工艺以及Zr-Gd、Ti-Gd体系的多元合金化,引入互溶的中间相,增加难以固溶的元素的固溶度,以此解决中子毒物B和Gd在乏燃料后处理中的应用瓶颈。

摘要：原位自生颗粒增强金属基复合材料是提高金属材料强韧性的有效途径,采用放电等离子烧结技术(SPS),以氧化石墨烯、碳化硅、氮化硼为增强体,原位自生制备TiAl基复合材料,研究第二相对TiAl基复合材料显微组织演变及室温性能的影响。结果表明,增强体的改变直接影响了TiAl基复合材料第二相形貌和分布。添加石墨烯在TiAl合金α2和γ片层界面处弥散析出微纳米尺度第二相Ti_(2)AlC;添加碳化硅在基体中分别生成微米级晶界相Ti_(5)Si_(3),微纳米片层间相Ti_(2)AlC;添加氮化硼未能在TiAl合金α2和γ片层界面处析出微纳米第二相,而是纳米级TiB2和Ti_(2)AlN相析出在晶界处与基体形成连续核壳结构;复合添加石墨烯和氮化硼既能在片层间原位析出Ti_(2)AlC相,又能在晶界处形成核壳结构。TiAl基复合材料的室温压缩性能和摩擦磨损性能均得到有效提高,复合添加石墨烯和氮化硼可获得优异的室温力学性能。TiAl基复合材料的析出相调控为合金设计提供了新思路,有望进一步突破TiAl合金性能极限。

摘要：背景:保证生物材料优良的生物及力学相容性是研制开发外科植入物及矫形器械产品的关键,但目前对其研究缺乏系统性和统一性认识。目的:初步分析生物医用钛合金材料生物及力学相容性的概念、内涵,指导医疗器械产品的选型设计与应用。方法:应用计算机检索PubMed、Elsiver、Springerlink、CNKI及维普等数据库1995至2012年相关文献,围绕"生物及力学相容性"主题词,探讨合金成分、显微组织及相变控制和材料表面状态优化等因素对钛合金材料生物及力学相容性的影响规律。结果与结论:生物及力学相容性是一个综合评价概念。进行医用钛合金材料选型设计时,首先要求合金中的组成元素无不良反应,并保证其与组织、血液及免疫和全身反应的安全性,同时要求所添加元素对钛合金的机械性能等其他性能不良影响最小。钛合金中常见的合金化元素主要包括α相稳定元素、β相稳定元素和中性元素3类。要使生物医用钛合金植入材料获得优良的生物及力学相容性,对材料内部显微组织和相变进行控制,以及开展材料表面状态改性优化也至关重要。但不能单纯追求一种钛合金的低模量或高强度等某一单项力学指标与人体骨组织接近或匹配而简单判定其生物力学相容性的优劣。

摘要：钛及钛合金材料因其密度低、比强度高、耐腐蚀性能好等优异特性,在航空航天、汽车和军事等领域具有广阔的应用前景。近10年来,以石墨烯为代表的碳纳米材料由于具有超高的力学特性和独特的二维结构,广泛用作钛或钛合金基体的增强体。然而,纳米碳源的团聚现象以及严重的界面反应使纳米碳强化钛基复合材料的力学性能提升有限。随着对纳米碳强化钛基复合材料制备方法和工艺的深入探索,在其界面-组织-性能关系和强化机制等方面取得了一系列研究进展。在纳米碳强化钛基复合材料的制备过程中,必须从各个方面(如工艺特点、适用范围和应用要求等)衡量,选择合适的制备工艺,并通过界面结构设计优化来进一步改善基体组织,提高钛基复合材料力学性能。因此,系统性介绍近年来纳米碳强化钛基复合材料的制备工艺和纳米碳材料的表面改性及其应用,并对纳米碳强化钛基复合材料的界面结构调控和强化机制进行分析讨论,指出现阶段其制备、性能优化等方面存在的问题,并对其未来发展趋势进行展望。以期对以后纳米碳强化钛基复合材料的发展和应用提供一定的指导和借鉴。