碳原子序列较低,可耐高温,具有高导热性和优良的等离子体相容性,十分适合作为托卡马克(ITER)中的面向等离子体材料(Plasma Facing Materials,PFMs)。但碳壁在面临聚变装置内部复杂的使用环境时,会遭受等离子体粒子(尤其是氢同位素D、T粒子)的轰炸、瞬态和稳态高热负荷和电磁效应等伤害,形成的碳共沉积层将大幅度降低聚变堆中的等离子体持续放电,影响材料的寿命。同位素示踪技术可通过追踪元素的运行轨迹或变化来检测碳璧腐蚀程度,简单高效且灵敏度高,离子束分析技术是目前最常用的同位素分析方法,文中通过对比分析几种常用的离子束分析技术,综合介绍了13C同位素示踪ITER碳壁腐蚀的方法。

铅铋共晶合金(LBE)是加速器驱动次临界系统(ADS)的散裂靶材及冷却剂的重要候选材料,也是第四代核能系统(GenⅣ)铅冷快堆(LFR)冷却剂的首选材料。然而,当作为结构材料的不锈钢与液态LBE接触时会发生严重的腐蚀现象。文中全面综述了国内外LBE对不锈钢材料腐蚀及涂层防腐方面的研究进展,重点综述了材料成分、氧含量、温度、腐蚀时间、相对流速等因素对液态LBE与不锈钢材料相容性的影响。同时,指出了目前在液态LBE中不锈钢材料腐蚀防护方面存在的主要问题及今后的发展方向。

铜合金与镓基液态金属接触时会发生较强的腐蚀现象,严重影响了镓基液态金属优质冷却性能的发挥。文中综述了铜材料在镓基液态金属中的腐蚀及涂层防腐的研究进展,重点从温度因素对腐蚀行为及机理的影响方面进行了综述。同时,指出了目前镓基液态金属中铜材料的腐蚀防护方面存在的主要问题及今后的发展方向。

采用500 W光纤激光器制备了Fe基合金涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、材料万能试验机、维氏显微硬度计、电化学工作站分析测试手段对涂层的综合性能进行分析。结果表明所制备的Fe基涂层性能优异,抗拉强度为(1040±20)MPa,屈服强度为(430±15)MPa,断后伸长率为(24±2)%,显微硬度为298~322 HV0.2,其腐蚀电压为-0.236 V,自腐蚀电流密度为5.855×10-6A/cm2,腐蚀速率为0.046 mm/a。

云纹干涉法是一种现代光测力学方法,具有灵敏度高、条纹质量好、条纹分辨率高、全场分析等优点。文中总结了国内外云纹干涉法测量材料残余应力的研究现状,展望了云纹干涉法未来的发展前景与方向。

全面综述了国内外激光熔覆技术制备马氏体不锈钢涂层方面的研究进展,重点综述了激光熔覆技术及激光工艺参数、热处理参数、强化元素和添加物等因素对激光熔覆制备410、420、431、17-4PH马氏体不锈钢涂层组织与性能的影响。此外还提出了激光熔覆制备马氏体不锈钢涂层主要存在的问题和今后的发展方向。

为了提高40CrNiMo钢基体的力学性能,采用1000 W光纤激光器在40CrNiMo钢基体表面上制备铁基熔覆层。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、万能试验机、显微硬度计等分析测试手段对涂层进行分析。结果表明制备的涂层表面平整,基体与熔覆层之间存在明显的过渡区域,结合界面无气孔、裂纹等缺陷,与基体形成了较好的冶金结合。熔覆层显微组织由马氏体和少量的M23C6碳化物组成,基体与熔覆层之间的过渡区域主要以细小的等轴晶为主,熔覆层中部则以柱状晶和少量的树枝晶为主。熔覆层性能优异,相对于基体的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了21.4%、22.9%和16.7%,显微硬度为415~450 HV0.2,均优于40CrNiMo钢。