《新型鋯基核反應堆包殼材料的相組成與組織穩定性研究》是依託北京科技大學，由杜振民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型鋯基核反應堆包殼材料的相組成與組織穩定性研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：杜振民
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本申請以Zr、Nb、Sn、Al、Cr、Ni、Cu、Mo、V、Fe、Si等元素組成的合金體系為主要研究內容，對作為核反應堆包殼材料的多元鋯基α固溶體中析出的納米尺度第二相（含Nb富集區、β-Nb、亞穩和穩定金屬間化合物等）的晶體結構、成分及相關係等進行實驗研究和分析；利用CALPHAD技術，對相關合金體系進行系統的熱力學評估和最佳化，建立相對完善和精確的鋯合金熱力學資料庫；研究添加不同合金元素可能形成穩定和亞穩析出相的種類，尋找對力學和耐腐蝕性能起重要作用並與基體共格程度高的金屬間化合物；確定多元鋯基合金體系的相關係、溶解度間隙和調幅分解的成分範圍、各類亞穩和穩定析出相的析出量、析出驅動力和各相之間轉變溫度、轉變驅動力等；探討以調幅分解組織為主的新型鋯合金包殼材料的可能性，精確設計合金成分及熱處理工藝，研究中子輻照對調幅分解組織穩定性的影響等。為新型鋯合金包殼材料研發提供堅實的理論基礎。
結題摘要
本項目以核反應堆中使用的新型鋯基結構材料，主要以Zr、Sn、Nb、Fe、Cr、Ni、Cu、Mo、V、Al等元素組成的合金體系為研究目標，對多元鋯基α固溶體中析出相，並與基體共格程度高的各類金屬間化合物的晶體結構、成分及相關係等進行實驗研究和熱化學分析。採用真空非自耗電弧爐熔煉、背散射掃描電鏡(BSE)、X射線衍射(XRD)、能量彌散X射線譜(EDS)和DTA/DSC等技術，實驗完成了：1. Nb-Zr合金調幅分解、Nb-V合金溶解度間隙和V-Zr二元體系的關鍵成分點測定；2. Al-Nb-Zr、Fe-Ni-Y和Nb-Si-V等體系在1273-1573 K的等溫截面圖；3. Ag-Cu-Ge、Co-Ti-V、Nb-Si-Ti、Nb-Si-V、Nb-V-Zr和Se-Sn-Te等體系的液相面投影圖；4. Al-Fe-V、Ce-Co-Fe、Ce-Co-Sb、Ce-Fe-Sb、Fe-Co-Si、Fe-Mo-Nb、Mo-Hf-Si、Nb-Si-W、Ti-V-Ni和Ti-V-Zr等體系在823-1473 K的等溫截面圖和液相面投影圖。利用CALPHAD技術，對重要合金體系,如：Ag-Th、Cu-Fe、Fe-Sb、Fe-Sn、Hf-Pt、In-Na、Li-Pb、Nb-Si、Ni-Yb、Pb-Y、Sb-Te、Sc-Ni、Si-W、Si-Ti、V-Zr、Al-Bi-Mg、Al-Cd-Mg、Al-Cd-Zn、Al-Fe-Nb、Al-Mg-Zn、Bi-Gd-Sb、Bi-Mg-Sn、Bi-Mg-Zn、Cd-Mg-Pb、Cd-Mg-Zn、Co-Ce-Fe、Co-Ce-Sb、Co-Fe-Sb、Co-Ti-V、Ce-Cu-Fe、Ce-Fe-Sb、Ga-Pt-Sb、Fe-Cr-Nb、Fe-Nb-W、Fe-Ta-W、Fe-Ti-V、In-Pt-Sb、Mo-Hf-Si、Nb-Si-Ti、Nb-Si-W、Nb-V-Zr、Pt-Sb-Te、Se-Sn-Te、Ta-W-Zr、Ti-V-Mn、Ti-V-Ni和Ti-V-Zr等進行系統的熱力學評估和最佳化，建立了鋯合金熱力學資料庫；確定多元鋯基合金體系的相關係、溶解度間隙和調幅分解的成分範圍、各類析出相的析出量、析出驅動力和各相之間的轉變溫度、轉變驅動力等，探討以調幅分解組織為主的新型鋯合金的可能性。
