王维
,
叶小球
,
陈长安
,
李强
,
金伟
,
杨勇彬
,
高涛
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.09.015
作为面向等离子体材料,钨(W)在服役的过程中不仅受到等离子体造成的高能热负荷的作用,还受到高束流粒子如氘(D)、氚(T)、氦(He)等的轰击和D-T聚变反应产生的高能中子的影响.W中D、T、He的滞留和起泡,仍是聚变堆装置中有待解决的关键问题之一.综述了D、T和He的滞留行为及其气泡形成与辐照条件之间的关系,简要评述了W的服役性能和强化机理.通过降低W中D/He滞留量、抑制气泡的形成可有效改善W的服役性能.深入研究D/He滞留行为与辐照缺陷之间的相互作用关系,进而构建D/He的宏观热脱附行为与其微观状态之间的对应关系,为寻找合适途径来改善W的服役性能提供理论支撑.
关键词:
钨
,
氘
,
氦
,
滞留
,
起泡
雷强华
,
陈长安
,
黄理
,
张永彬
稀有金属材料与工程
基于量子力学第一性原理,采用赝势平面波函数与密度泛函结合的方法,计算并研究V、VH_2、VD_2、VT_2体系的晶格动力学特征及热力学函数,采用热力学方法分析钒吸氢生成VQ_2(Q=H,D,T)的热力学同位素效应.晶格动力学性质研究表明,VQ_2的热力学同位素效应主要是氢同位素在钒晶格中的振动频率不同导致的.VQ_2生成反应在10~1000 K的温度范围内标准吉布斯自由能变由-50 kJ·mol~(-1)近似线性上升至140 kJ·mol~(-1).平衡压力与温度关系表明,在高于常温的条件下,平衡压力随温度急剧升高;钒吸附氢同位素生成二氢化钒在整个温度范围内均表现为负同位素效应.
关键词:
钒
,
氢
,
同位素效应
,
热力学
刘小西
,
凌国平
,
刘柯钊
,
陈长安
,
张桂凯
材料科学与工程学报
采用离子液体镀铝的方法，在304不锈钢薄膜上电沉积不同厚度（12mm、38mm、48mm）的铝镀层，再经热处理，制备出成分位于FeAl、FeAl。、Fe。A1。相区的铁铝化合物。用金相显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、透射电子显微镜（TEM）等手段检测铁铝化合物的形貌、组成和微观结构。结果表明，三种不同成分铁铝化合物的相结构分别为固溶合金元素Cr，Ni，Mn的FeAl相、FeAl2＋Al2Fe相和Fe2Al5相；其中Al2Fe以颗粒状存在，并含高浓度的Cr；而Fe2Al5中主要晶粒含较低的Cr、高的Fe浓度，少量晶粒中含有较多的Cr元素。
关键词:
304不锈钢薄膜
,
离子液体
,
铁铝化合物
,
透射电镜
张桂凯
,
李炬
,
陈长安
,
窦三平
机械工程材料
在不锈钢异型件上制备性能优良的阻氚层是其工程应用的关键技术问题.综述了阻氚层的类型及其性能,介绍了不锈钢异型件上阻氚层制备技术的研究现状及其优缺点;针对化学稳定性高、结构致密的FeAl/Al2O3复合阻氚层的制备,介绍了金属有机化学气相沉积和室温熔盐电镀两种新方法.
关键词:
阻氚层
,
异型件
,
不锈钢
李岩
,
凌国平
,
刘柯钊
,
陈长安
,
张桂凯
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.02.001
研究了热处理对不同钢铁基体表面镀铝相结构的影响.分别以Q235低碳钢,1Cr17铁素体不锈钢和201奥氏体不锈钢为基体,在摩尔比2:1的酸性AlCl_3-EMIC(1-甲基-3-乙基咪唑氯化物)室温熔盐中电沉积均匀致密的铝镀层,然后对试样在670℃下进行热处理,并用EDS,SEM和XRD等对热处理后的试样界面进行微观分析.结果表明,试样经热处理后,镀层与基体之间均发生互扩散形成合金层.Q235表面合金层呈舌状形貌向基体生长,而1Cr17和201表面的合金层平直.Q235上内外合金层为FeAl和Fe_2Al_5,并以Fe_2Al_5为主;而1Cr17的内外合金层为含Cr的Fe_2Al_5和FeAl_3相;201不锈钢经短时间热处理可保留纯Al层,30min后主要由含Cr,Ni,Mn的Fe_2Al_5和FeAl_3相组成,也形成少量的FeAl_2和FeAl相.
关键词:
室温熔盐
,
镀铝
,
热处理
,
相结构
向鑫
,
刘柯钊
,
陈长安
,
刘婷婷
,
彭丽霞
稀有金属材料与工程
通过离子注入技术在铝中引入Fe、He两元素,并采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和热氮脱附谱(THDS )研究Fe掺杂对铝中离子注入氦行为的影响.结果表明,掺杂的Fe在铝基体中主要以原子团簇形式存在.预先掺杂的Fe原子对He+注入铝的表面鼓泡和热脱附行为有重要影响.且影响程度与掺杂Fe的剂量有关:小剂量掺杂后,能有效抑制表面鼓泡现象,并使气体释放延迟;高剂量掺杂后,将加剧He+的注入损伤,出现剥落甚至重复剥落现象,同时使低温区域气体释放增强.原因是,小剂量Fe掺杂后,铝中形成了高He捕陷能力的第二相沉淀,抑制了氮泡的迁移和生长,从而影响了铝中的微观结构演化和气体释放特性;高剂量Fe掺杂后,又会使这种抑制作用减弱.
关键词:
铝
,
铁掺杂
,
氮行为
,
剂量
李岩
,
凌国平
,
刘柯钊
,
陈长安
,
张桂凯
材料科学与工程学报
本研究以201奥氏体不锈钢为基体,在酸性的AlCl3-EMIC(2:1)室温熔盐中电沉积均匀致密的铝镀层,然后在570℃～680℃下对试样进行2min～100h的热处理,用SEM、EDS及XRD对热处理后的试样界面进行微观分析.结果表明,201奥氏体不锈钢表面铝镀层在570℃热处理时,界面未形成合金层;经过630℃～680℃不同时间的低温热处理,可以获得含Cr、Ni、Mn合金元素的Fe-Al合金层;670℃下,随热处理时间延长,表面逐渐由Al向低铝含量的FeAl3、Fe2Al5转变,并在界面上形成FeAl合金层.
关键词:
室温熔盐
,
热处理
,
相转变
,
合金层
向鑫
,
陈长安
,
刘柯钊
,
彭丽霞
,
饶咏初
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.04.011
通过离子注入技术在铝中引入C,He两元素,并采用氦热脱附谱(THDS)研究了C掺杂对铝中氦行为的影响.注He纯铝的THDS中存在四个氦释放区间,分别归于小间隙环的解离、位错环的合并、位错环的皱缩及氦泡向样品表面的迁移.C掺杂后,铝中形成了高热稳定性的HenVmCx型复合物,造成样品中气体释放延迟.然而,随着C掺杂剂量的增加,THDS谱发生显著改变,低温区出现明显的释放峰,且C掺杂量越高,低温区的释放峰个数越多.
关键词:
铝
,
氦热脱附谱
,
碳掺杂
,
氦行为
张桂凯
,
李炬
,
陈长安
,
向鑫
,
凌国平
稀有金属材料与工程
12～28 mA/cm2范围内,采用AlCl3-EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)熔盐电沉积法在18～40 ℃获得铝镀层,用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)研究其织构与形貌.结果表明,铝镀层呈(200)晶面择优取向,其相对衍射峰强度随电流密度和沉积温度升高而减弱,随镀层厚度增加而增强.厚度为8 μm时镀层择优取向最明显,其表面颗粒呈棱锥状均匀紧密排列.电流密度为12 mA/cm2时,随温度升高镀层由(200)晶面择优取向转变为(200)和(222)晶面择优取向,其表面颗粒随之由较均匀的棱锥状转变为不规则的核桃仁状.讨论镀层织构形成的可能机制.
关键词:
熔盐电沉积
,
铝镀层
,
择优取向
,
表面形貌
李岩
,
凌国平
,
刘柯钊
,
陈长安
,
张桂凯
材料热处理学报
以1Cr17铁素体不锈钢为基体,在摩尔比2:1的酸性AlCl3-EMIC(1-甲基-3-乙基咪唑氯化物)室温熔盐中电沉积均匀致密的铝镀层,然后分别在300℃、650℃、670℃下进行不同时间的热处理,用刻划撕扯法判断镀层的结合力,用SEM、EDS及XRD对热处理后的试样界面进行微观分析.结果表明,试样经热处理后,结合力有了很大提高,镀层与基体之间发生互扩散形成合金层,合金层由含Cr的Fe2Al3、FeAl、Fe3Al等相组成,且随着温度提高及热处理时间的增长,镀层由Fe2Al5相进一步转变成铁含量高、韧性高的FeAl、Fe3Al相.
关键词:
热处理
,
互扩散
,
结合力
,
相变
