分析粉末冶金ZrH_2/6063Al复合材料制备及组织结构

论文导读：6-283.2粉末真空热压28-303.3热等静压30-323.4小结32-334复合材料的微观组织与力学性能33-444.1氢气气氛烧结样品的微观组织33-354.1.1氢气气氛烧结样品物相分析33-354.1.2氢气气氛烧结样品氢含量测试354.2真空热压样品的微观组织35-394.

2.1真空热压样品物相分析364.2真空热压样品氢含量测试36-374.3真空热压

摘要：本论文采取氢气气氛烧结、真空热压、热等静压三种粉末冶金工艺制备了ZrH2/6063Al复合材料。该复合材料的设计兼顾中子慢化性能和力学性能。文中主要探讨了不同的制备工艺对复合材料氢含量、界面反应、力学性能和显微组织的影响。探讨结果表明：(1)氢气气氛烧结制备的样品为疏松多孔组织,采取该办法制备的复合材料未能实现良好的致密化。(2)真空热压法制备的样品表面有部分疏松与孔洞,复合材料的致密度在85%从上,该材料氢含量低、可加工性能差。(3)热等静压法制备的样品表面无显著的疏松与孔洞,致密度在98%从上,具备较高的氢含量,同时兼顾一定的力学性能。(4)采取热力学办法论述计算了铝基体和ZrH2两相之间发生的界面反应温度：当温度在423K从下时,反应的Gibbs自由能△G(?)0,反应不能进行；当温度达到473K时,△G(?)0,反应可自发进行。(5)在氢气气氛下,ZrH2粉在650℃烧结时未出现显著的脱氢现象,而ZrH2/6063Al复合材料在该烧结温度却发生了脱氢现象。探讨表明铝基体与ZrH2之间的界面反应生成了Al3Zr相,加快了ZrH2的脱氢。(6)探讨了ZrH2/6063Al复合材料的界面反应温度,结果表明与氢气气氛烧结相比,真空热压和热等静压样品由于具备较高的致密度而使铝基体与ZrH2之间的界面反应温度降低了。这是因为致密度越高,ZrH2与Al之间的相界面越多,越利于界面反应的发生,同时真空热压时的外部环境为真空,氢分压极低,进一步加快了脱氢反应的正向进行。关键词：粉末冶金论文铝基复合材料论文ZrH_2论文界面反应论文
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Abstract6-10
1 绪论10-20

1.1 探讨背景10-11

1.2 中子屏蔽机理11-14

1.2.1 中子与物质相互意义11-13

1.2.2 中子核反应截面13-14

1.3 中子屏蔽材料的探讨近况14-17

1.3.1 传统中子屏蔽材料14-15

1.3.2 新型复合屏蔽材料15-17

1.4 铝基复合材料的制备办法17-19

1.5 本课题探讨内容19-20

2 实验材料与实验办法20-24

2.1 实验材料20-21

2.

1.1 基体材料的选择20

2.

1.2 慢化材料的选择20-21

2.2 实验流程21-22

2.3 样品的分析测试办法22-24

2.3.1 致密度的测定22

2.3.2 氢含量测试22-23

2.3.3 X射线衍射分析23

2.3.4 显微组织分析23

2.3.5 拉伸试验23-24

3 复合材料的制备24-33

3.1 氢气气氛烧结24-28

3.

1.1 成分设计24-25

3.

1.2 烧结温度设计25-26

3.

1.3 氢气气氛烧结样品26-28

3.2 粉末真空热压28-30

3.3 热等静压30-32

3.4 小结32-33

4 复合材料的微观组织与力学性能33-44

4.1 氢气气氛烧结样品的微观组织33-35

4.

1.1 氢气气氛烧结样品物相分析33-35

4.

1.2 氢气气氛烧结样品氢含量测试35

4.2 真空热压样品的微观组织35-39
4.

2.1 真空热压样品物相分析36

4.

2.2 真空热压样品氢含量测试36-37

4.

2.3 真空热压样品SEM分析37-39

4.3 热等静压样品的微观组织与力学性能39-42
4.

3.1 热等静压样品物相分析39

4.

3.2 热等静压样品氢含量测试39-40

4.

3.3 热等静压样品SEM分析40-41

4.

3.4 热等静压样品力学性能测试及断口形貌分析41-42

4.4 小结42-44
5 界面反应探讨44-52

5.1 界面反应热力学计算44-46

5.2 热等静压样品烧结实验46-51

5.

2.1 热等静压样品经烧结处理后物相分析47-48

5.

2.2 热等静压样品经烧结处理后氢含量测试48

5.

2.3 热等静压样品经烧结处理后SEM分析48-51

5.3 小结51-52
结论52-53
参考文献53-57
攻读硕士学位期间取得的学术成果57-58
致谢58