機械合金化制備低活化釩合金的研究.pdf

1、釩合金(理論成分V-(4-5)Cr-(4-5)Ti)是核聚變反應(yīng)堆的最重要的候選結(jié)構(gòu)材料之一。釩合金最顯著的優(yōu)點是其在中子輻照條件下的低活化特性和優(yōu)良的高溫強度性能。此外,釩合金還具有良好的抗輻射誘變膨脹和損傷、良好的尺寸穩(wěn)定性、高熱傳導性、較低的熱膨脹系數(shù)、較低的彈性模量、低生物危害的安全性和環(huán)保特性、較好的抗蠕變性能、良好的加工性能、與液體鋰具有良好的相容性等。
　　本文以V-4Cr-4Ti合金為對象,探索了機械合金化制備低活

2、化釩合金的工藝。采用XRD線性分析(雙Voigt函數(shù))法對V-4Cr-4Ti-1.8YH2與V-10Cr-10Ta-1.8YH2合金粉末的球磨過程的鑲嵌尺寸和晶格畸變進行了分析和表征,探討了釩合金粉末的破碎機理,制備出最佳的球磨工藝:由XRD線性分析與SEM、TEM檢測結(jié)果得知,在選用合適的球料比(7:1),行星球磨機公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為200rpm,球磨氣氛為99.999％氬氣等條件下,當球磨時間為60h時,合金粉末中除有部分殘余Cr粉外已經(jīng)合

3、金化;釩合金中沒有發(fā)現(xiàn)磨球和球磨罐帶來的污染;球磨60h后V的鑲嵌尺寸和晶格畸變分別為:12.5±0.6nm和0.533×10-2±0.269×10-3。TEM圖像中可以看到明顯塑變的層片狀聚集體。當球料比為20:1,其它條件與前面相同時,通過XRD可以檢測到V合金粉中出現(xiàn)明顯的氧化鋯相,污染很嚴重;球磨后V的鑲嵌尺寸和晶格畸變分別為:15.8±2.4nm和0.497×10-2±0.477×10-3。TEM圖像中不能看到明顯塑變的層片狀

4、聚集體。
　　采用機械合金化(MA)-放電等離子燒結(jié)(SPS)-熱等靜壓(HIP)的工藝制備出釩合金,后經(jīng)過真空退火處理,并采用顯微硬度測試儀、拉伸測試機對合金的力學性能進行分析表征。分析結(jié)果表明:不同成分的釩合金粉末制備的釩合金的顯微硬度有很大的差別,如添加W、Ta、TaC成分的釩合金粉末制備出來的釩合金鑄錠的硬度明顯偏高,而且隨著添加量的增加,合金的顯微硬度也會隨之增加,而相對應(yīng)的合金的脆性也比較大,其實用價值不高。