机械合金化制备氧化钇颗粒增强铜基复合材料的工艺研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着社会的快速发展,能源消耗日益增长,化石能源日益枯竭。安全、清洁、可持续的核聚变能作为解决人类能源危机的终极途径备受瞩目。聚变堆高温(氘氚等离子温度达一亿摄氏度以上)、高剂量粒子辐照对材料的要求极为苛刻,因此,聚变堆能否成功运行在很大程度上依赖于高性能结构和功能材料的制备。设计和研发兼具高热传导率和高强度的热沉积功能材料对于聚变堆的建设具有重要意义。

铜基合金的热导率非常高,是316型不锈钢的1020倍,是理想的热沉积候选材料。然而,铜合金也有一些明显的缺点,例如,铜合金在高温下强度相对较低,限制了铜基合金在聚变堆中的应用。

如何提高铜基合金的强度同时兼顾其优良的导热性是近年来各国科学家研究攻克的难题。氧化物弥散强化(ods)是利用小的硬质颗粒来抑制位错的运动以达到提高强度的效果。实验研究表明,ods-铜(下记为ods-cu)能够有效地提高材料的强度和高温稳定性。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:

(1) cu y2o3:将一定比例的cu与y2o3粉末加入到球磨机中研磨16h以上,再将研磨后的粉末进行sps烧结得到y2o3增强cu基复合材料;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:按照设计方案,绘制实验反应流程示意图;了解实验仪器的原理并完成相关示意图的绘制,学习实验仪器的使用方法;根据参考论文里的公式了解实验过程中涉及到的晶体结构和热力学的基础理论。

第7-9周:通过机械合金化混合氧化钇和铜粉,对产物颗粒分布、颗粒粒径进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 郝嘉琨.聚变堆材料[m]. 北京:化学工业出版社, 2007.

[2] 张文钺.焊接冶金学(基本原理)[m]. 北京:机械工业出版社, 2014.

[3] 魏青松.增材制造技术原理及应用[m]. 北京:科学出版社, 2017.

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