《鋁基碳化硼材料半固態複合與流變軋制組織形成機理》是依託東北大學，由管仁國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋁基碳化硼材料半固態複合與流變軋制組織形成機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：管仁國
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著世界核工業迅速發展，乏燃料及核廢料處理已成為全球所面臨的重大關鍵問題。國際上採用密集型中間儲存架存儲乏燃料，在乏燃料組件之間填充具有強中子吸收能力的隔離塊。鋁基碳化硼複合材料作為隔離塊可滿足國際原子能機構推薦的至少50年儲存時間的設計要求，潛在巨大的經濟和社會效益。但是目前該材料的製備及加工存在如下問題：①製備工藝複雜，流程長。②碳化硼界面潤濕差，團聚嚴重。 為此，本項目提出鋁基碳化硼材料半固態複合方法與流變軋制相結合，高效短流程製備鋁基碳化硼複合板材。主要研究：表面活化處理與合金成分對碳化硼活化性能和界面結合性能的影響；半固態剪下/攪拌作用下碳化硼顆粒分散機理及界面結合機理；剪下/振動作用對鋁基碳化硼半固態漿料初生固相及漿料均勻性的影響；鋁基碳化硼複合材料流變軋製成形過程中組織形成機理；為建立鋁基碳化硼複合板材的短流程製備方法提供理論指導。
結題摘要
項目針對鋁基碳化硼複合材料製備工藝複雜、流程長、碳化硼與鋁基體界面潤濕性差的突出問題，以及國家對高性能鋁基碳化硼複合材料的需求，提出採用半固態複合與流變軋制相結合，高效短流程製備鋁基碳化硼複合板材。 圓滿完成了項目任務書中的研究計畫，獲得主要成果如下：（1）獲得了表面活化處理與合金成分對B4C顆粒活化性能和界面結合性能的影響；（2）採用數值模擬揭示了半固態攪拌A356-B4C流體速度場分布規律；（3）揭示了剪下/攪拌作用下B4C顆粒分散機理及界面結合機理；（4）獲得了流變軋製成形A356-B4C複合材料組織性能，最佳化了流變軋製成形工藝參數，製備了綜合性能優良的鋁基碳化硼複合板材；（5）獲得了二次軋制對流變軋制複合板材微觀組織及摩擦磨損性能的影響。發表標有資助號的論文15篇，SCI/EI收錄14/10篇；獲得授權國家發明專利2件；以第一完成人獲日內瓦國際發明金獎、冶金科學技術二等獎；培養研究生畢業13名；參加國內外學術會議11次，擔任大會副主席和分會主席3次，作邀請報告8次。 項目研究的科學意義與創新點如下：（1）採用表面活化處理提高了B4C顆粒的活化性能和界面結合性能；（2）採用數值模擬指導攪拌桿結構設計，通過半固態攪拌使B4C顆粒均勻分布；（3）分析了剪下/攪拌作用下B4C顆粒分散機理及界面結合機理；（4）採用流變軋製成形製備了組織性能優良的A356-B4C複合材料。
