鋯基合金低能離子輻照效應(yīng)研究.pdf

1、本文在利用正離子輻照裝置對(duì)新型鋯合金進(jìn)行120keV氬離子、氮離子輻照實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)、掃描電鏡(SEM)透射電鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、納米壓痕儀(Nano-Indenter)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和化學(xué)工作站(Electrochemical Powersuit),研究了氬離子和氮離子輻照對(duì)合金表面形貌、微觀組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、變形及摩擦學(xué)行為和電化學(xué)特性的影

2、響,客觀評(píng)價(jià)了該合金的低能離子輻照效應(yīng)。
　　氬離子輻照研究結(jié)果表明,氬離子輻照并沒(méi)有引起鋯合金表面成分和相組成發(fā)生改變,但有非晶產(chǎn)生的跡象,并導(dǎo)致合金表面粗糙度降低;氬離子輻照對(duì)鋯合金的拉伸強(qiáng)度和延伸率影響無(wú)顯著影響,但提高了合金表面納米硬度和耐劃擦能力,造成平均摩擦系數(shù)隨輻照注量增加先增大后減小,磨屑為不易粘著的脆性磨屑;氬離子輻照后,合金表面呈現(xiàn)硬化趨勢(shì),但對(duì)表面裂紋擴(kuò)展影響不大;隨氬離子輻照注量增加,合金的耐腐蝕性變差,這

3、可能與鋯合金表面氧化層被氬離子剝蝕有關(guān)。
　　氮離子輻照后,鋯合金表面出現(xiàn)了少量含氮的化合物,TEM觀察到非晶的存在,AFM顯示合金表面粗糙度增加;氮離子輻照同樣對(duì)鋯合金的拉伸強(qiáng)度和延伸率影響無(wú)顯著影響,但有助于合金表面納米硬度和耐劃擦能力的提高,合金的平均摩擦系數(shù)隨輻照注量增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律,磨屑為易粘著磨屑;氮離子輻照導(dǎo)致合金表面硬化,但對(duì)表面裂紋的擴(kuò)展沒(méi)有顯著影響;隨氮離子輻照注量增加,鋯合金的耐腐蝕性變好,原因