利用透射电镜衬度像变化判定位错环类型及注氢纯铁中形成的位错环分析

本文分两部分,第一部分研究了利用透射电镜衬度像变化判定材料中位错环类型的方法,即采用所谓inside-outside方法来判断位错环为空位型位错环或间隙型位错环. 第二部分讨论了加速器注氢纯铁在673—773 K时效后形成的位错环的类型. 关键词： 透射电镜 空位型位错环 间隙型位错环 氢     

染料敏化纳米晶体TiO2太阳能电池的对电极结构

通过对染料敏化纳米晶体TiO₂太阳能电池的对电极的结构进行改进,设计了一种可大容量储存电解质和补充电解质的新型对电极结构.当染料敏化纳米晶体TiO₂太阳能电池因液态电解质挥发泄漏而失效时,可以对其进行液态电解质的及时补充,从而使失效的染料敏化纳米晶体TiO₂太阳能电池重新恢复工作.该新型对电极结构为解决染料敏化纳米晶体TiO₂太阳能电池由于液态电解质泄漏导致的寿命降低问题提供了一种新的解决方法.     

注氢铁基二元合金中辐照位错环演化及退火温度影响研究

本文基于注氢纯铁和铁基二元合金(Fe-3%Cr、Fe-1.4%Ni和Fe-1.4%Mn,质量分数)开展常规透射电镜(200 kV)的原位表征观察,揭示了材料中辐照位错环的形态、尺寸演化行为及退火温度影响,并依据辐照损伤演化理论、退火过程中位错环平均尺寸变化推断得到空位型位错环形成温度的范围.注氢纯铁中空位型位错环的形成温度(T_c)约为500℃;添加Ni可使T_c降低至～450℃,添加Cr可使T_c升高至600℃以上,而Mn的作用与Cr相似,亦可使T_c升高.注氘实验和热脱附谱分析进一步表明,纯铁和铁基二元合金中空位型位错环的形成温度受氢同位素与空位结合、释放过程影响.合金元素Ni对氢同位素与空位的结合、释放有促进作用,故导致T_c降低;而Cr和Mn均对氢同位素与空位的结合、释放产生抑制作用,故导致T_c升高.本文展示的有关合金元素对空位型位错环形成温度影响的研究将有助于更深刻理解铁基合金体系中损伤结构演化和辐照肿胀产生机理.     

氢离子辐照纯钒中形成的位错环

钒合金作为聚变堆候选材料, 其辐照损伤行为一直是关注的重点. 研究辐照时形成的位错环的性质, 其意义在于揭示纯钒中辐照空洞的长大机理. 这种机理表现为不同类型位错环对点缺陷吸收的偏压不同, 从而影响金属的辐照肿胀. 本文利用加速器对纯钒薄膜样品进行氢离子辐照, 然后, 利用透射电镜的inside-outside方法分析氢离子辐照所形成的位错环的类型. 结果表明, 在氢离子辐照纯钒中没有发现柏氏矢量b=<110>的位错环, 只有柏氏矢量b=1/2<111>和b=<110>的位错环, 这两种位错环的惯性面处于{110}-{112}之间. 能确定性质的位错环全部为间隙型位错环, 未发现空位型位错环.     

氦、氘对纯铁辐照缺陷的影响

在核聚变堆的辐照环境中, 核嬗变产物氢、氦对结构材料的抗辐照性能将产生很大的影响. 本实验采用离子注入和电子辐照模拟研究了氦和氘对具有体心立方结构的纯铁的影响. 采用离子加速器在室温分别对纯铁注入氦离子和氘离子, 经500℃时效1 h后在高压电镜下进行电子辐照.结果表明: 室温注氦和室温注氘的纯铁在500℃时效后分别形成间隙型位错环和空位型位错环. 在电子辐照下, 间隙型位错环吸收间隙原子而不断长大, 而空位型位错环吸收间隙原子不断缩小. 通过计算位错环的变化速率发现, 空位型位错环比间隙型位错环吸收了更多的间隙原子, 即室温注氘纯铁的位错偏压比室温注氦纯铁的偏压参量大, 这意味着相同实验条件下空位型位错环对辐照肿胀的贡献大于间隙型位错环对辐照肿胀的贡献. 利用氦-空位复合体和氘-空位复合体的结构, 分析了注氦和注氘后在纯铁中形成不同类型位错环的原因. 关键词： 氦 氘 辐照损伤 位错环     

室温以上磁制冷材料La(Fe1-xCox)11.7Al1.3化合物的研究

通过X射线衍射分析和超导量子干涉磁强计（SQUID）磁性测量,研究了Co替代Fe含量对居里温度在室温以上的磁制冷材料La（Fe1-xCox）11.7Al1.3（x=0.072,0.081）磁结构和磁性能的影响。La（Fe1-xCox）11.7Al1.3材料的居里温度随Co的含量增加而增加,La（Fe0.919Co0.081）11.7Al1.3的居里温度为311 K。当外场变化为1.9 T时磁熵变达到3.6 J·kg^-1·K^-1,RCP值为168.6 J·kg^-1,虽然它的磁熵变小于具有巨磁熵变的磁制冷材料,但是它在磁场为1.9 T时的制冷能力与这些材料相当。     

聚变材料钨辐照后退火形成的位错环特性及inside-outside衬度分析

对纯钨透射电镜薄膜样品在400℃进行了58 keV、1×10¹⁷ cm^-2(约0.1 dpa)的氘离子辐照,辐照后进行了900℃/1 h的退火处理.离子辐照产生了平均尺寸为(11.10±5.41)nm,体密度约为2.40×10²² m^-3的细小位错环组织,未观察到明显的空洞组织.辐照后退火造成了位错环尺寸的长大和体密度的下降,分别为(18.25±16.92) nm和1.19×10²² m^-3.通过透射电镜的衍射衬度分析,判断辐照后退火样品中的位错环主要为a/2<111>类型位错环.通过“一步法” inside-outside衬度分析判断位错环为间隙型位错环.辐照后退火还造成了较大位错环之间接触融合,形成不规则形状的大型位错环.此外,退火后样品中还观察到了尺寸为1—2 nm的细小空洞组织.     

氢对铁中缺陷行为的影响

本文研究了铁中氢与辐照缺陷的相互作用。氢与这些缺陷结合,形成不同类型的氢与缺陷的复合体,在从低温到高温的时效过程中,可以清楚地观察到间隙型位错环(>300℃)、空位型位错环(>450℃)和空洞(520℃)的形成。研究表明,这三种缺陷分别是氢与间隙原子、氢与单个空位、氢与复数个空位等三种复合体聚集而成。 关键词：     

缓蚀剂对金属钆在水介质中腐蚀行为的影响

采用失重法、腐蚀电化学方法研究了NaOH、NH4OH、单宁酸和苯并三氮唑等缓蚀剂对金属钆在水介质中腐蚀行为的影响。在没有缓蚀剂的情况下,钆在水中发生明显的点蚀,腐蚀速度为0.152g.m-2.h-1。NaOH能有效地控制金属钆在水介质中的腐蚀,经8880h的长时间浸泡,钆表面依然呈现明显的金属光泽,没有失重与点蚀发生。当采用NaOH调节苯并三氮唑(BTA)溶液的pH值接近中性时,钆在其中长时间浸泡,同样没有失重发生,表观没有发现点蚀发生。选择合适的缓蚀剂,使得钆能够在水介质中不发生腐蚀,保证了磁制冷机的长时间正常运转。     

液体金属吸附促进位错发射的分子动力学研究

用第一原理算出Ｒｏｓｅ方程中的参量后,利用陈氏反演原理可以求出Ａｌ－Ｇａ和Ｃｕ－Ｇａ的对势;从而可研究Ａｌ和Ｃｉ裂纹表面吸附液体金属Ｇａ之后对裂尖发射位错的影响。结果表明,Ａｌ吸附Ｇａ后可使发射们错的临界应力强度因子从ＫＩｅ＝０．５ＭＰａｍ＾１／２,降为ＫＩｅ（Ｌ）＝０．４ＭＰａｍ＾１／２;对Ｃｕ则从ＫＩｅ＝０．５５ＭＰａｍ＾１／２降为ＫＩｅ（Ｌ）＝０．４５ＭＰａｍ＾１／２,即Ｇａ吸附后能促进位错