核燃料贮运用新型B4C/Al中子吸收材料高效制备及成型基础研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:U1508216
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:246.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0105.金属基复合材料与结构功能一体化
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:叶恒强; 王全兆; 王东; 张星星; 刘振宇; 左景辉; 周杨韬; 盖洪涛; 李鹏伟;
- 关键词:
项目摘要
B4C/Al, as a new neutron absorber material, has been gradually replacing traditional materials such as boron steel for use in storage and transportation equipments of nuclear fuel. However, in our country, it has always been dependent on imports, which has severely hampered the pace of independent nuclear power construction. According to the wet storage and the development trend of new type of dry storage for nuclear fuel, the current project will investigate the key problems on the production, fabrication and performance of B4C/Al material, such as the design basis for raw materials, the efficient and controllable preparation mechanism of billets and molding parts, and the performance optimization mechanism of corrosion and high temperature endurance in service. The design principles for the B4C particle parameters, Al matrix compositions and nano phases with high temperature resistance will be investigated. The effect mechanisms of raw materials and billet preparation processes on the interfacial reactions and the formability and performance of the composites will be evaluated. By combining the multi-scale simulation methods with the experimental verification, the evolution mechanisms and controlling methods of the deformation structures and defects will be analyzed. The corrosion and protection mechanisms of the composites under different service conditions, and high-temperature creep behaviors and strengthening mechanisms will be clarified. Besides, practical friction stir welding tools will be developed, and the formation mechanisms and control methods of welding defects will be explored. Eventually, the whole chain of control of B4C/Al from design, preparation, forming to service and the high-efficient manufacture will be achieved. The localization of B4C/Al batch preparation process will be promoted by cooperating Liaoning Zhong Wang Group Co., Ltd. This will provide strong supports for the transformation of the conventional industries in Liaoning province to high-tech industries.
B4C/Al作为新型中子吸收材料,正逐渐替代传统硼钢等材料用于核燃料贮运设备。但我国一直依赖进口,严重制约核电自主建设步伐。本项目依据核燃料湿法贮存及新型干式贮存发展趋势,针对B4C/Al高效制备亟待突破的原料设计准则、坯锭与型件的可控制备机理、服役中耐蚀与高温持久性能优化机制等关键问题开展研究。主要研究B4C颗粒参数、铝基体成分与耐高温纳米相的设计原理;探讨原料选型、坯锭制备工艺对界面反应行为及复合材料成型性与服役性的影响机制;采用多尺度模拟结合实验验证,分析变形加工组织与缺陷的演化机制与控制方法;研究不同服役工况下材料腐蚀与防护机理、高温蠕变行为与强化机制;研制实用化的搅拌摩擦焊接工具,探讨焊接缺陷形成机制与控制方法。通过这些研究,实现B4C/Al从设计、制备、成型到服役的全链条控制与高效制备,并联合辽宁忠旺集团共同推进B4C/Al国产化进程,为辽宁省支柱产业向高技术转型提供有力支持。
结项摘要
B4C/Al中子吸收材料是核燃料贮存和运输过程中维持次临界状态的关键材料,我国B4C/Al材料长期依赖进口,阻碍了核电设备自主化进程。本项目以B4C/Al高效制备为核心目标,通过对功能型B4C/6061Al中颗粒含量、尺寸、纯度、基体成分、热压工艺对复合材料微观结构和力学性能影响进行系统研究,确定了原材料选择与成分设计准则;建立了塑性变形加工中B4C颗粒分布均匀性与缺陷控制模型,从而突破了板材高效轧制难题;对更新型的高温结构功能一体化(B4C+Al2O3)/Al中子吸收材料的不同制备工艺路线开展研究,阐明了纳米Al2O3高温强化机制;通过对界面、第二相等微观结构表征,阐明了B4C/6061Al中界面反应机制、反应产物类型和形态及其对高温强度的增强作用;利用自主研发的高韧耐磨焊接工具对B4C/6061Al和(B4C+Al2O3)/Al进行搅拌摩擦焊接研究,阐明了焊接工具形状、焊接工艺等对接头微观结构和力学性能的影响;对B4C/6061Al进行了加速腐蚀、高温老化和加速辐照实验,验证了该材料在服役条件下的可靠性,并利用TEM下的准原位实验阐明了腐蚀机理及腐蚀过程中材料内部各相的界面、元素变化。通过以上研究,打通了B4C/Al从设计、制备、塑性加工和焊接成型的全链条工艺流程并完成验证实验,为B4C/Al中子吸收材料的国产化发展提供了理论与技术支持。
项目成果
期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Hot deformation mechanisms and microstructure evolution of SiCp/2014Al composite
SiCp/2014Al复合材料的热变形机制及显微组织演化
- DOI:10.1016/j.jallcom.2017.06.065
- 发表时间:2017-10-25
- 期刊:JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
- 影响因子:6.2
- 作者:Huang, Zhiye;Zhang, Xingxing;Ma, Zongyi
- 通讯作者:Ma, Zongyi
颗粒尺寸对BC增强铝基中子吸收材料界面反应与力学性能的影响
- DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.20180416.005
- 发表时间:2019
- 期刊:复合材料学报
- 影响因子:--
- 作者:童攀;林立;王全兆;周杨韬;肖伯律;马宗义
- 通讯作者:马宗义
Enhancing high-temperature strength of (B4C+Al2O3)/Al designed for neutron absorbing materials by constructing lamellar structure
通过构建层状结构提高中子吸收材料(B4C Al2O3)/Al的高温强度
- DOI:10.1016/j.compositesb.2019.107674
- 发表时间:2020-02
- 期刊:Composites Part B
- 影响因子:--
- 作者:Y.N. Zan;Y.T. Zhou;H. Zhao;Z.Y. Liu;Q.Z. Wang;D. Wang;W.G. Wang;B.L. Xiao;Z.Y. Ma
- 通讯作者:Z.Y. Ma
Microstructure and mechanical property evolution of friction stir welded (B4C+Al2O3)/Al composites designed for neutron absorbing materials
中子吸收材料搅拌摩擦焊(B4C Al2O3)/Al复合材料的微观结构和力学性能演变
- DOI:10.1007/s11431-019-1512-3
- 发表时间:2020-04
- 期刊:SCIENCE CHINA Technological Sciences
- 影响因子:--
- 作者:Y.N. Zan;B.B. Wang;Y.T. Zhou;C.L. Jia;Z.Y Liu;Q.Z. Wang;B.L. Xiao;Z.Y. Ma
- 通讯作者:Z.Y. Ma
搅拌摩擦加工对AlO/BC/Al复合材料室温及高温力学性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:精密成形工程
- 影响因子:--
- 作者:昝宇宁;曾祥浩;毕胜;王全兆;肖伯律;马宗义
- 通讯作者:马宗义
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
SiCp/6092Al复合材料搅拌摩擦焊接头的疲劳行为研究
- DOI:10.11900/0412.1961.2018.00220
- 发表时间:2019
- 期刊:金属学报
- 影响因子:--
- 作者:王晨;王贝贝;薛鹏;王东;倪丁瑞;陈礼清;肖伯律;马宗义
- 通讯作者:马宗义
Cu含量对SiCp/Al-Mg-Si-Cu复合材料自然时效负面效应的影响
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:金属学报
- 影响因子:--
- 作者:朱士泽;王东;王全兆;肖伯律;马宗义
- 通讯作者:马宗义
Numerical simulations on material flow behaviors in the whole process of friction stir welding
搅拌摩擦焊全过程材料流动行为数值模拟
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
- 影响因子:4.5
- 作者:高恩志;张星星;刘春忠;马宗义
- 通讯作者:马宗义
搅拌摩擦加工超细晶及纳米结构Cu-Al合金的微观组织和力学性能研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:金属学报
- 影响因子:--
- 作者:薛鹏;肖伯律;马宗义
- 通讯作者:马宗义
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:机械工程学报
- 影响因子:--
- 作者:相倩;吕念春;薛鹏;马宗义
- 通讯作者:马宗义
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
马宗义的其他基金
构型化纳米碳/铝复合材料的制备及其疲劳与断裂行为研究
- 批准号:52120105001
- 批准年份:2021
- 资助金额:250 万元
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
金属基复合材料力学行为的原位衍射和多尺度模拟研究
- 批准号:51931009
- 批准年份:2019
- 资助金额:300 万元
- 项目类别:重点项目
钛合金搅拌摩擦焊片层组织的超塑性行为及其在超塑变形中的球化机制
- 批准号:51471171
- 批准年份:2014
- 资助金额:84.0 万元
- 项目类别:面上项目
轻合金搅拌摩擦焊接/加工中组织控制与力学行为研究
- 批准号:51331008
- 批准年份:2013
- 资助金额:300.0 万元
- 项目类别:重点项目
晶界特性对搅拌摩擦加工超细晶铜力学行为的影响
- 批准号:51071150
- 批准年份:2010
- 资助金额:37.0 万元
- 项目类别:面上项目
搅拌摩擦加工细晶铝合金超塑变形归一化常数超高现象研究
- 批准号:50871111
- 批准年份:2008
- 资助金额:36.0 万元
- 项目类别:面上项目
搅拌摩擦加工细晶铝合金低温超塑性及其变形机制
- 批准号:50671103
- 批准年份:2006
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}