鋯基合金低能帶電粒子輻照和原子氧侵蝕效應.pdf

1、本文以工業(yè)純鋯和新型鋯基合金為研究對象，采用低能帶電粒子輻照裝置和原子氧侵蝕裝置分別進行了160keV質(zhì)子、120keV氮離子輻照試驗和5eV原子氧侵蝕試驗，利用金相顯微鏡、小角度X射線衍射儀、X射線光電子能譜分析儀、透射電鏡、納米壓痕儀、低溫真空摩擦磨損試驗機、掃描電鏡研究了工業(yè)純鋯與鋯基合金的低能帶電粒子輻照和原子氧侵蝕綜合效應。
　　微觀組織分析結(jié)果表明，質(zhì)子輻照和原子氧侵蝕共同作用后，工業(yè)純鋯和鋯基合金表面沒有發(fā)現(xiàn)新相，但

2、經(jīng)氮離子輻照和原子氧侵蝕后，工業(yè)純鋯表面產(chǎn)生了ZrN，鋯基合金表面產(chǎn)生了AlN和TiN。原子氧侵蝕后，工業(yè)純鋯和鋯基合金表面均出現(xiàn)了剝蝕痕跡，粗糙度降低；經(jīng)質(zhì)子輻照或氮離子輻照和原子氧侵蝕共同作用后，工業(yè)純鋯和鋯基合金表面粗糙度增大。
　　納米壓痕試驗結(jié)果表明，帶電粒子尤其是氮離子輻照后，工業(yè)純鋯和鋯基合金表面的納米硬度明顯升高，而經(jīng)原子氧侵蝕后，硬度則顯著下降；質(zhì)子或氮離子輻照和原子氧侵蝕共同作用對硬度的影響表現(xiàn)為相應單獨作用效

3、果的疊加；氮離子輻照導致表面產(chǎn)生氮化物是工業(yè)純鋯和鋯基合金納米硬度增加的主要原因。
　　摩擦試驗結(jié)果表明，帶電粒子輻照和原子氧侵蝕共同作用后，工業(yè)純鋯在室溫大氣環(huán)境下的初始摩擦系數(shù)（0.3左右）明顯小于單獨輻照或原子氧侵蝕試樣（0.45左右），而在低溫真空環(huán)境下的摩擦系數(shù)則出現(xiàn)了先上升后下降的現(xiàn)象；帶電粒子輻照和原子氧侵蝕對鋯基合金摩擦系數(shù)的影響并不顯著，主要是由于鋯基合金基體的硬度較大；帶電粒子輻照和原子氧侵蝕單獨或共同作用后，