导读:本文包含了高温碳化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铝基碳化硼,MCNP计算,高温性能,强化机理
高温碳化论文文献综述
庞晓轩[1]（2019）在《高温强化型铝基碳化硼材料设计、制备及性能研究》一文中研究指出随着我国核电事业的快速发展,到2020年我国年产生乏燃料将近1000吨,为缓解日益增多的乏燃料给贮存水池容量带来的压力,干式贮存是目前国际上乏燃料贮存方式的主要发展方向。乏燃料干式贮运容器对作为核心关键材料的铝基碳化硼中子吸收材料提出了更高的性能需求,需要将原本定位为功能材料的B_4C_p/Al中子材料向结构功能一体化材料方向转变,使其高温强度有较大提升。本论文从B_4C_p/Al中子吸收材料的成分设计、粉末冶金制备、性能测试评估等方面,系统地研究了高温强化型B_4C_p/Al中子吸收材料成分组成、制备工艺与强度性能之间的关系。采用蒙特卡洛(MC)方法设计了高温强化型B_4C_p/Al中子吸收材料的基体成分,研究了 B_4C颗粒及纳米Al_2O_3颗粒(Al_2O_(3np))对复合材料中子吸收功能的影响;采用高能球磨制备了 B_4C_p/Al复合材料粉体后又采用热等静压方法制备了致密的复合材料坯体;模拟乏燃料干式贮运高温环境,测试了高温强化型B_4C_p/Al中子吸收材料的高温拉伸力学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究了 B_4C_p/Al材料制备过程颗粒均匀化、半固态热等静压致密化和Al_2O_(3np)对B_4C_p/Al材料强化的机理。(1)通过对高温强化型中子吸收材料工况分析,建立了高温强化型中子吸收材料服役环境模型,采用MCNP中子输运软件模拟了 B_4CP含量、屏蔽材料厚度及第二相粒子对复合材料屏蔽性能的影响。结果表明,当B_4CP含量为6wt.%～12wt.%范围,厚度为6mm～15 mm范围时,B_4C含量对复合材料的热中子吸收性能有较大影响;以6061Al合金作为复合材料基体,B_4C含量约为12wt.%,厚度约为12mm前提下,中子吸收材料可实现对99.9999%热中子的屏蔽,复合材料对热中子的吸收并不是线性关系,其前1/3厚度层吸收了约99%的热中子,后2/3厚度层吸收剩余的不足1%的热中子;复合材料热中子吸收功能的物理实现可由~(10)B面密度给出最低限值,±0.5mm的厚度变化均可保证材料热中子吸收率的设计值;Al_2O_(3np)含量在1～15wt.%范围内对复合材料热中子吸收不产生明显影响。研究还采用SRIM软件模拟了~(10)_5B(n,α)_3~7Li核反应生成的He,Li粒子对B_4CP和A1基体的辐照损伤行为。结果表明次生粒子入射能量越高则在B_4CP内的射程越长;He,Li粒子对A1基体造成的离位损伤远大于对B_4CP的离位损伤;可将B_4CP定义为半概率沉积层、大概率沉积层和全沉积内核叁层,不同沉积层对He,Li粒子束缚能力有较大差异;B_4CP半径大于4.45μm情况下,增大B_4CP尺寸将有利于减少次生粒子对B_4C_p/Al复合材料的辐照损伤。(2)开展了高温强化型B_4C_p/Al中子吸收材料粉末冶金制备技术研究。采用激光粒度分析和SEM等方法研究了 B_4C/Al中子吸收材料制备过程中B_4CP的分布特征及半固态热等静压致密化机理。结果表明,采用粉末冶金湿法球磨方法对6061Al合金粉与B_4C_p的混合粉进行球磨,随着球磨时间的增加,混合粉粒度分布谱会出现“双峰”效应,主要是由于韧性6061A1合金粉球磨过程中出现扁平“饼”化;球磨工艺可实现B_4CP在6061A1粉基体中的充分弥散,这主要是由于长时间的球磨使得B_4C_p在铝“饼”上形成了明显的镶嵌行为;半固态热等静压工艺可实现高温强化型B_4C_p/Al中子吸收材料的致密化,材料致密度接近理论密度且优于相同烧结温度和时间条件下真空烧结法制备的材料,主要是由于6061A1基体在半固态区间的液相溢出及其对粉末坯体内部空隙的充填。(3)以乏燃料贮运容器内部温度为实验温度,采用高温拉伸测试了 606A1合金及Al_2O_(3np)添加前后B_4C_p/Al材料从室温到高温的力学性能。结果表明,半固态热等静压法制备的6061Al/12wt.%B_4C_p+Al_2O_3np复合材料,Al_2O_3np添加量阈值为2.5wt.%时,纳米颗粒强化B_4C_p/Al复合材料室温拉伸强度约300Mpa,屈服强度约240Mpa;添加Al_2O_3np可实现6061Al/12wt.%B_4C复合材料的高温抗拉和屈服强度的大幅提升,其中350℃抗拉强度提升约40%,屈服强度提升约46%,而450℃两者分别提升67%和65%,Al_2O_(3np)强化B_4C_p/Al材料室温及高温塑韧性仅略微降低。(4)采用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM,自带XDS和EELS)对Al_2O_3np强化B_4C_p/Al中子吸收材料的显微结构和强化机理进行了较系统的研究。结果表明,6061Al/12wt.%B_4C_p复合材料中6061A1基体晶粒尺寸约12μm,6061Al/12wt.%B_4C_p+2.5wt.%A12O3np复合材料中6061Al基体晶粒尺寸约4μm,微米尺度B_4CP和纳米尺度Al_2O_(3np)对复合材料6061Al基体晶粒长大均起到抑制作用,而Al_2O_3np对晶粒长大抑制作用更加明显;Al_2O_3np主要以γ-Al_2O_3相,非连续状态钉扎在6061 Al/12wt.%B_4C_p+2.5wt.%Al_2O_3np复合材料6061A1基体晶界偏聚带内;这种分布特征在高温下起到抑制晶粒间合金元素扩散和晶界软化的作用,同时改变了复合材料高温断裂模式,使复合材料细晶强化效果在高温状态下得到有效保持。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2019-04-01）
陈红梅,蒋进明[2]（2018）在《碳化钽耐超高温陶瓷的研究进展》一文中研究指出碳化钽(TaC)陶瓷具有熔点高、硬度高、化学稳定性好等优点,可应用于耐磨刀具、导电薄膜、航天推进等领域。本文综述了TaC陶瓷粉体及陶瓷材料的制备方法。着重介绍了直接化合反应法、双置换气相反应法、碳热还原法等工艺的基本原理和应用现状,概述了粉体不同烧结工艺的研究进展,最后总结展望了TaC陶瓷研制的发展趋势。(本文来源于《中国陶瓷》期刊2018年11期）
诸华军,吴其胜,杨涛,张祖华,徐俊[3]（2018）在《高温高压条件下碱激发矿渣与水泥石的碳化性能》一文中研究指出研究了碱激发矿渣与水泥石在150℃及2MPa的碳化盐水中的侵蚀深度、抗压强度损失、产物组成及微观结构变化。结果表明:碱激发矿渣的碳化深度高于水泥石。在高温高压碳化盐水中,碱激发矿渣生成的C-A-S-H凝胶相比水泥石中的C-S-H凝胶相更易受到碳化侵蚀。然而,碳化后的碱激发矿渣比碳化水泥石的抗压强度更高且渗透率更低。C-A-S-H凝胶相更易于填充孔隙,使得碱激发矿渣保持致密的孔结构。(本文来源于《中国硅酸盐学会水泥分会第七届学术年会论文摘要集》期刊2018-08-11）
张永财[4]（2018）在《放电等离子烧结碳化硼陶瓷的高温力学性能》一文中研究指出采用放电等离子烧结(SPS)工艺烧结细粒度致密碳化硼陶瓷。研究了原始粉末经热处理后杂质含量降低后对室温下力学性能(即维氏硬度和断裂韧性)的影响。在高温下(达1 600℃)进行了弯曲试验(即弹性模量、抗弯强度)。这些性能与材料的微观结构相关。研究表明,热处理的粉末降低了游离碳含量(呈洋葱状结构)和晶界处的二次氧化物相(富硅和硼)。硬度、断裂韧性和弹性模量略有下降,而抗弯强度增加。此外,在1 600℃下没有发现脆塑性转变。(本文来源于《耐火与石灰》期刊2018年04期）
李大维,李刚,菅傲群[5]（2018）在《SU-8胶高温碳化制备微电极研究》一文中研究指出采用SU-8光刻胶为前驱体,控制转速在硅基上均匀旋涂SU-8胶薄膜,采用不同碳化温度制得微型微机电系统(MEMS)超级电容器多孔碳电极材料。研究结果表明:在碳化温度为900℃的条件下,制得的MEMS超级电容器多孔碳电极材料的孔隙结构发达、导电性较好,0.5mA/cm~2电流密度下比电容可达49.3mF/cm~2,在超级电容器电极材料领域具有较好的市场前景。(本文来源于《化工新型材料》期刊2018年03期）
王华君,李骢,牛龙飞,王华昌[6]（2017）在《预渗碳处理对H13钢碳化铬覆层高温摩擦磨损性能的影响》一文中研究指出利用光学显微镜、维式硬度仪、电子探针显微分析仪等分析方法,研究了预渗碳处理对H13钢碳化铬覆层质量以及高温耐磨损性能影响。结果表明:复合覆层(预渗碳+热反应扩散(TRD)处理)避免了贫碳层的出现,其硬度为2226 HV0.1,碳化铬覆层厚度平均为15μm;相比单一覆层,其厚度提升了4倍,硬度提升38%。高温摩擦磨损实验中,复合覆层高温耐磨损性能最优,摩擦系数稳定在0.307左右,磨损率为1.033×10~(-13)m~3/(N·m),约为单一覆层的1/7,为未处理H13钢的1/8,复合覆层的磨损机制主要是氧化磨损,单一覆层则是氧化磨损和磨粒磨损。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2017年12期）
马新[7]（2017）在《耐高温碳化锆涂层的制备及性能研究》一文中研究指出高超声速飞行器的发展对热防护材料的性能提出了更高的要求,表面涂层技术是提高现有耐高温结构材料抗氧化、耐烧蚀性能的有效手段之一,已经成为国内外的研究热点。本文以Zr-Br2-C3H6-H2-Ar体系,采用化学气相沉积(CVD)工艺在石墨基底上制备了 ZrC涂层,并对ZrC涂层的制备工艺、结构和性能展开了系统的研究。为解决锆源前驱体难以精确供给的技术难题,研发了一种新型沉积系统,通过控制原位卤化反应实现了对锆源前驱体的合成与精确供给,并可进行CVD工艺制备ZrC涂层。该工艺为开展CVD ZrC涂层的研究提供了技术支持,并且有利于推广至工程化应用。研究并优化了锆源前驱体的制备工艺。通过对Zr-Br2的热力学分析和动力学研究,确定了最佳工艺条件为:反应温度600℃,载气流量10～60ml/min,沉积压力5～101.13kPa。差热-热重分析结果表明,所合成的锆源前驱体成分主要为ZrBr4。研究了工艺参数对ZrC涂层本征特性的影响,利用晶体的成核—长大原理以及动力学基本理论对影响ZrC组织结构的因素进行了综合分析。随着沉积温度的升高,涂层的沉积速率先增大后降低,择优取向发生了(111)→(200)→(220)的转变。1000℃以下,沉积过程受表面化学反应控制,形成了具有球状和条状形貌的纳米晶ZrC涂层;1100～1300℃之间,沉积过程由质量转移机制控制,涂层由刻面结构的ZrC晶体聚集而成,断面呈致密的柱状晶结构;1400℃以上时,沉积过程由热力学机制控制,涂层主要由大量的凸透镜状和针状ZrC晶体组成。1200℃的涂层最为均匀致密,且具有近化学计量比。ZrC的沉积过程中,碳的沉积过程为主要控制过程。反应前驱体中C/Zr比由0.5升高至1.5,涂层的沉积速率迅速加快,生长机制由晶体长大生长向形核生长转变。当C/Zr≥2时,涂层中的ZrC晶体呈二维片状结构,疏松多孔。C/Zr比在0.75～1时,可以合成近化学计量比的ZrC涂层。H2浓度在10～70%升高时可以有效增大沉积速率,减少涂层中的自由碳含量,ZrC晶体的(200)择优取向增强,涂层致密度提高、缺陷减少。过高的H2浓度下(≥90%),涂层生长的择优取向为(220)晶面,具有复杂多面结构。H2浓度在50～70%时,涂层的结构稳定性和综合性能最佳。随沉积压力的升高,涂层的沉积速率先快速增大后趋于稳定,涂层中C/Zr比则逐渐增大,低于20kPa时制得ZrC涂层具有近化学计量比。沉积压力较低(≤20kPa)时,涂层以晶体长大生长为主,ZrC晶体沿<001>晶向生长,形成了表面光滑致密,具有刻面结构的ZrC涂层;沉积压力较高(≥40kPa)时,涂层将以形核生长为主,ZrC微晶沿<110>晶向生长,形成由纳微米尺度的ZrC颗粒堆积而成ZrC涂层。研究了 CVD工艺制备ZrC涂层的反应机理、沉积过程和生长机理。通过热力学计算明确了 CVD ZrC反应主要由叁个过程组成:C3H6和ZrBr4在气相扩散过程中的分解反应,以及含碳与含锆中间活性物质的化合反应。反应过程中主要存在的气相物质和自由基有:H2、HBr、ZrBr4、ZrBr3、ZrBr2、C2H4、C2H2。模拟了 ZrC涂层的沉积过程,该过程主要由锆源和碳源的热分解过程、扩散及表面反应过程和晶体的形核及长大过程叁部分组成。采用HRTEM研究了典型结构ZrC涂层的生长行为,等轴晶ZrC涂层主要以层状-岛状机制生长;柱状晶ZrC涂层主要以台阶流动的方式生长;条状晶和针状晶ZrC涂层的生长分别受二次成核孪晶生长机理和气-固机理控制。研究了不同工艺条件下CVD ZrC的力学性能,探讨了微观组织结构对涂层力学性能的影响机制。涂层的致密度、显微缺陷、晶粒尺寸和择优取向是影响其力学性能的主要因素。综合涂层工艺、结构和力学性能分析,沉积温度为1100～1300℃,反应前驱体组分C/Zr比0.75～1,氢气浓度为50～70%,沉积压力5～20kPa时,可制备出晶体结构完整、表面光滑致密、近化学计量比、力学性能优异的ZrC涂层。其显微硬度、弹性模量和结合强度分别为19.53 GPa、230.74 GPa 和 5.86 MPa。研究了 ZrC涂层的氧乙炔焰烧蚀性能,分析了 ZrC涂层烧蚀行为,建立了 CVD ZrC涂层的烧蚀模型,并对CVD ZrC涂层的烧蚀机理进行了探讨。(200)晶面择优取向柱状晶ZrC涂层烧蚀稳定性最好,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为-1.2×10-3mg·cm-2·s-1和-4×10-3μm·s-1。(220)ZrC涂层氧化活性点较多,在长时间的烧蚀过程中易发生开裂、翘曲等灾难性失效行为。ZrC晶体在烧蚀过程中的结构转变过程为ZrC→ZrCxOy→ZrO2,涂层烧蚀后厚度方向主要分为四层:表面熔融ZrO2层、内部多孔ZrO2层、致密ZrCxOy中间层以及内部未氧化ZrC层。涂层的烧蚀主要由氧通过ZrO2熔融层的溶解和扩散速率来控制。在长时间烧蚀过程中,涂层的烧蚀机制逐渐以机械剥蚀为主。(本文来源于《北京科技大学》期刊2017-12-14）
张国良,林康,杨瑞,裴怀周,张家好[8]（2017）在《高温碳化工艺与聚丙烯腈基碳纤维力学性能的关联性》一文中研究指出考察了2种由不同规格聚丙烯腈原丝制成的碳纤维在高温碳化过程中力学性能与高温碳化工艺的相关性。试验结果表明:碳纤维的拉伸强度随着高温碳化最高温度的提高而增加,两种不同规格碳纤维在高温碳化最高温度分别超过1 500℃和1 550℃后拉伸强度开始呈下降趋势;碳纤维的弹性模量随着高温碳化温度的提高而增加;在高温碳化时间40 s前,碳纤维的力学性能随停留时间延长而提高,这说明40 s之前时间驱动效应明显;在-2.5%~-5.0%牵伸条件下,弹性模量随牵伸率增加而增加,抗拉强度在牵伸率为-3.5%时出现峰值。(本文来源于《合成纤维》期刊2017年11期）
卢涛[9]（2017）在《新型高温碳化炉热—力耦合效应分析及结构优化设计》一文中研究指出随着时代的快速发展和社会的飞速进步,碳纤维的应用日益广泛。高温碳化炉是生产碳纤维的主要设备,用于对碳纤维进行高温碳化处理,根据碳纤维的性能要求,最高可以工作在2000℃。同时,目前高温碳化炉隔热层中所用的高端的耐高温石墨硬毡均为国外企业生产,采购受到诸多限制且价格昂贵。因此,出于减少高温碳化炉内石墨硬毡的使用量,降低碳化炉的制造成本的目的,对高温碳化炉隔热结构进行研究,对石墨硬毡的厚度进行优化很有必要。基于国内外关于高温多层隔热结构的研究现状,在综合分析的基础上,本文开展了高温碳化炉隔热结构的研究工作。为降低隔热结构的热量损失,利用石墨硬毡耐高温和隔热涂料低热导率的特性,将二者结合起来使用,这种结构组合仍属于多层平壁结构。在初步给出设计方案后,根据高温碳化炉的运行条件和材料使用性能给出初步方案的设计参数和边界条件,利用最优化设计方法和MATLAB软件计算出满足使用要求的石墨硬毡厚度,依据计算结果,使用Solid Works软件设计出隔热结构的叁维模型。采用有限元方法和理论,建立隔热结构的传热学分析模型,设置了3处温度特征节点和2处位移特征节点,用于验证模拟分析结果能否满足设计要求。利用ANSYS有限元分析软件对高温碳化炉升温阶段和保温阶段进行了热-力耦合模拟分析,得到了不同阶段隔热结构的温度和位移分布云图以及沿厚度方向上的温度曲线,可以看出隔热涂料在整个温度降中起了主要的作用,通过温度特征节点温度随时间变化的曲线可见该3处节点的温度均符合所设置的温度边界条件;通过位移特征点随时间变化的曲线可以判断该2处节点位移均符合位移边界条件,验证了隔热结构优化结果的正确性以及结构的稳定性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-09-01）
魏俊俊,朱小研,陈良贤,刘金龙,黑立富[10]（2016）在《碳化钨模仁表面沉积Re-Ir抗高温黏连涂层研究》一文中研究指出采用射频磁控溅射技术,在WC模仁基材表面分别生长Re、Ir单层膜及Re/Ir复合多层膜3种膜系。通过扫描电子显微镜、表面轮廓仪、X射线衍射仪以及纳米压痕仪等对所制备涂层的表面形貌、结构以及涂层力学性能进行表征,同时采用高温润湿角测量仪结合常用的镜头玻璃硝材D-ZK3与模仁进行高温浸润测试。结果表明,涂覆3种膜系后模仁力学性能及抗玻璃高温黏连性能都得到了明显改善,且Re/Ir多层膜系综合性能优于Re和Ir单层膜系,在延续基材表面精度的同时,较大幅度地提高了模仁表面硬度及弹性模量,高温状态下与玻璃硝材浸润性明显减弱,接触界面未观察到元素互扩散现象,显示良好的应用前景。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2016年01期）
高温碳化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
碳化钽(TaC)陶瓷具有熔点高、硬度高、化学稳定性好等优点,可应用于耐磨刀具、导电薄膜、航天推进等领域。本文综述了TaC陶瓷粉体及陶瓷材料的制备方法。着重介绍了直接化合反应法、双置换气相反应法、碳热还原法等工艺的基本原理和应用现状,概述了粉体不同烧结工艺的研究进展,最后总结展望了TaC陶瓷研制的发展趋势。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高温碳化论文参考文献
[1].庞晓轩.高温强化型铝基碳化硼材料设计、制备及性能研究[D].中国工程物理研究院.2019
[2].陈红梅,蒋进明.碳化钽耐超高温陶瓷的研究进展[J].中国陶瓷.2018
[3].诸华军,吴其胜,杨涛,张祖华,徐俊.高温高压条件下碱激发矿渣与水泥石的碳化性能[C].中国硅酸盐学会水泥分会第七届学术年会论文摘要集.2018
[4].张永财.放电等离子烧结碳化硼陶瓷的高温力学性能[J].耐火与石灰.2018
[5].李大维,李刚,菅傲群.SU-8胶高温碳化制备微电极研究[J].化工新型材料.2018
[6].王华君,李骢,牛龙飞,王华昌.预渗碳处理对H13钢碳化铬覆层高温摩擦磨损性能的影响[J].材料热处理学报.2017
[7].马新.耐高温碳化锆涂层的制备及性能研究[D].北京科技大学.2017
[8].张国良,林康,杨瑞,裴怀周,张家好.高温碳化工艺与聚丙烯腈基碳纤维力学性能的关联性[J].合成纤维.2017
[9].卢涛.新型高温碳化炉热—力耦合效应分析及结构优化设计[D].哈尔滨工业大学.2017
[10].魏俊俊,朱小研,陈良贤,刘金龙,黑立富.碳化钨模仁表面沉积Re-Ir抗高温黏连涂层研究[J].稀有金属材料与工程.2016