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316L不锈钢表面Fe-Al渗层的制备及其机理
1
作者 文锋 张东勋 +2 位作者 王韡 滕心跃 楚鑫新 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期759-767,共9页
使用低含量的NH_(4)Cl活化剂,用粉末包埋法在不同温度对316L不锈钢渗铝不同时间在其表面制备了连续致密的Fe-Al渗层,使用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段表征了Fe-Al渗层的表面形貌、截面结构以及... 使用低含量的NH_(4)Cl活化剂,用粉末包埋法在不同温度对316L不锈钢渗铝不同时间在其表面制备了连续致密的Fe-Al渗层,使用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段表征了Fe-Al渗层的表面形貌、截面结构以及物相组成,研究了渗铝温度和渗铝时间的影响。结果表明,在不同温度渗铝,渗层主要由Fe_(2)Al_(5)相和FeAl_(3)相组成且呈多层结构,渗层厚度随着渗铝温度的提高而增大;在650~750℃渗铝,渗层呈锯齿状结构嵌入基底,随着渗铝温度的提高齿状形貌特征逐渐消失且渗层表面质量变差。随着渗铝时间的增加,渗层的厚度随之增加但是物相组成不变。结合渗层成分的热力学稳定性,分析了渗层的形成过程。在反应初期已经在基体表面生成了FeAl_(3)相,但是Fe_(2)Al_(5)相一旦开始生成其生长速率就远高于FeAl_(3)相而使其生长受到抑制;而Fe_(3)Al相,只有在温度低于422℃时才开始生成。在动力学基础上建立了渗铝的动力学模型并计算出其扩散激活能。 展开更多
关键词 金属材料 阻氚涂层 包埋渗铝法 Fe-Al渗层 微观结构
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316L不锈钢包埋渗铝涂层制备及动力学研究 被引量：3
2
作者 王军 刘超男 +5 位作者 梁超飞 张东勋 王振卫 张静 王韡 姜金耀 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期119-126,共8页
包埋渗铝技术是制备阻氚涂层常用工艺,其中形成的Fe-Al渗层微观组织对最终形成Al_(2)O_(3)涂层的阻氚性能有重要影响。选取AlCl_(3)(1 wt%)为催化剂,在316L不锈钢基体表面上开展了粉末包埋渗铝工艺试验,采用扫描电镜、X射线能谱分析、X... 包埋渗铝技术是制备阻氚涂层常用工艺,其中形成的Fe-Al渗层微观组织对最终形成Al_(2)O_(3)涂层的阻氚性能有重要影响。选取AlCl_(3)(1 wt%)为催化剂,在316L不锈钢基体表面上开展了粉末包埋渗铝工艺试验,采用扫描电镜、X射线能谱分析、X射线衍射等测试手段,分析了渗铝温度和保温时间对基体表面Fe-Al渗层的相结构、微观结构、成分组成的影响,并建立了渗铝过程的动力学模型。试验结果表明:渗铝层由铁铝相组成,存在一定量的铁铝铬、铁铝镍析出物;高的渗铝温度有利于渗铝层的生长,1023 K以上渗铝层出现明显分层现象;延长渗铝时间能够提高Fe-Al渗层的厚度,但对其物相组成没有影响。根据以上结果,对Fe-Al渗层形成过程进行动力学分析,发现渗铝温度对渗层生长速率的影响符合Arrhenius关系,获得了316L不锈钢包埋渗铝的Arrhenius活化能约为79.23 kJ·mol^(-1)。同时,拟合出了渗铝时间与涂层厚度的关系式为h=14.585t^(1/2)+19.514。 展开更多
关键词 阻氚涂层 包埋渗铝 Fe-Al渗层 催化 扩散动力学
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用氢同位素估算氚在熔盐堆结构材料中的渗透 被引量：3
3
作者 皮力 刘卫 +4 位作者 张东勋 钱渊 王广华 曾友石 杜林 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期75-80,共6页
熔盐堆产生的氚在高温下透过结构材料管壁进入大气环境。为降低此危害,研究氚在堆结构材料中的渗透过程十分必要。针对熔盐堆常用的结构材料Hastelloy N、GH3535、Hastelloy C230、Hastelloy C276,本研究采用压力差驱动法,在400-700 oC... 熔盐堆产生的氚在高温下透过结构材料管壁进入大气环境。为降低此危害,研究氚在堆结构材料中的渗透过程十分必要。针对熔盐堆常用的结构材料Hastelloy N、GH3535、Hastelloy C230、Hastelloy C276,本研究采用压力差驱动法,在400-700 oC和5-40 k Pa的试验条件下,获得了氕、氘的渗透系数,并初步估算氚在该结构材料中的渗透。结果表明:氕、氘在镍基合金中的渗透通量与气体压力的平方根成正比,渗透系数随温度增大,与温度倒数的关系符合阿伦尼乌斯公式;氕、氘在成分相似的GH3535和Hastelloy N中渗透系数接近,与其它两种合金材料中渗透系数都在一个数量级内,在相同温度下两者渗透系数比值接近1.4,符合经典扩散理论;在400-700 oC内,氚在4种镍金合金中渗透过程的指前因子为1.1×10-7-1.6×10-7 mol·m-1·s-1·Pa-1/2,活化能为59-62 k J·mol-1。 展开更多
关键词 氢同位素 熔盐堆 结构材料 渗透系数
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GH3535合金表面渗铝层原位氧化工艺研究
4
作者 梁超飞 刘卫 +3 位作者 张东勋 王韡 王军 夏晓彬 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期43-50,共8页
高温工况下钍基熔盐堆中存在氚泄漏的风险,建立氚渗透屏障涂层有助于应对这一问题。采用包埋渗铝和原位氧化工艺,在GH3535合金表面制备了Al2O3/Ni-Al复合阻氚涂层,重点分析了氧化温度和真空度对氧化铝薄膜微观结构的影响。利用掠入射X... 高温工况下钍基熔盐堆中存在氚泄漏的风险,建立氚渗透屏障涂层有助于应对这一问题。采用包埋渗铝和原位氧化工艺,在GH3535合金表面制备了Al2O3/Ni-Al复合阻氚涂层,重点分析了氧化温度和真空度对氧化铝薄膜微观结构的影响。利用掠入射X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对氧化铝薄膜表面及截面的微观形貌、相构成进行了实验分析。实验结果表明:低氧分压能降低氧化铝薄膜的形成速度,促进形成更致密、表面平整的薄膜;高的氧化温度有利于形成α相氧化铝及更厚的氧化铝薄膜,但会大大增加表面缺陷。1.2 Pa真空度气氛、850℃氧化温度、72 h氧化时间是较优的原位氧化工艺参数,可以在GH3535合金基体表面获得性能较好的氧化铝薄膜,其相结构为γ和α相,厚度约为0.8μm,且表面致密无缺陷。 展开更多
关键词 钍基熔盐堆 氚控制 渗铝层 原位氧化 氧化铝薄膜
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高温下GH3535合金中的氢同位素扩散渗透效应分析 被引量：1
5
作者 张东勋 刘卫 +1 位作者 钱渊 刘文冠 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期185-192,共8页
Flibe具有熔点低、中子性能好、沸点高等特点，是未来大型氟盐冷却高温堆的主要候选氟盐冷却剂之一，在堆芯中与中子相互作用后会导致一定量的副产物氚产生。根据哈氏N 合金的成分，钍基熔盐堆核能系统（TMSR）发展了GH3535合金，作为... Flibe具有熔点低、中子性能好、沸点高等特点，是未来大型氟盐冷却高温堆的主要候选氟盐冷却剂之一，在堆芯中与中子相互作用后会导致一定量的副产物氚产生。根据哈氏N 合金的成分，钍基熔盐堆核能系统（TMSR）发展了GH3535合金，作为未来大型熔盐堆的主要候选结构材料。本实验中采用GH3535合金为试样，通过使用压力差驱动原理搭建的氢同位素扩散渗透装置，试验测得了400～800℃的温度下氢气、氘气在该合金中的渗透系数、扩散系数、Sieverts 常数等主要参数。实验结果表明，氢气与氘气在GH3535合金中的扩散渗透机理均属于基体扩散控制过程，扩散渗透过程中氢气、氘气的主要参数与相应温度关系均符合阿累尼乌斯公式。对于不同质量数的氢同位素原子，拟合后渗透系数和扩散系数的指前因子之比分别为1．4∶1和1．2∶1，扩散和渗透过程中的激活能也非常接近，符合经典扩散理论的同位素效应，可以估算得到氚在GH3535合金中扩散渗透时的主要参数大约为氢的1／槡3，并可能用于氚在熔盐堆中的分布计算。 展开更多
关键词 GH3535 合金 同位素效应 渗透系数
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读者寄语
6
作者 张东勋 《金桥》 2019年第5期14-14,共1页
我是一名整形医生,《金桥》杂志最初是一位患者推荐给我的。她是一位在中国的韩国留学生,她告诉我《金桥》杂志让她不断更新了自己对中国的认识。在那之后,我在网上查阅了这本杂志,并且每个月定期阅读。我越发感受到了这本杂志的魅力所... 我是一名整形医生,《金桥》杂志最初是一位患者推荐给我的。她是一位在中国的韩国留学生,她告诉我《金桥》杂志让她不断更新了自己对中国的认识。在那之后,我在网上查阅了这本杂志,并且每个月定期阅读。我越发感受到了这本杂志的魅力所在,同时我也认为它为中韩的文化交流起到了很好的桥梁作用。希望《金桥》杂志今后能吸引更多的读者。 展开更多
关键词 文化交流 留学生 杂志 寄语 中韩 读者 韩国
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