高温高压下金属锆结构变化及性能研究

摘要

锆以其较好的抗核辐射性、耐腐蚀性和较低的热膨胀系数等突出特点，成为一种重要的新型结构材料。
　　本文从金属锆的结构出发，以改善金属锆的性能为目的，使用六面顶压机，设定保温时间，同时调整压力、温度两个参数，对金属锆进行处理，并对处理前后的结构变化及性能进行了研究。
　　利用 X射线衍射仪测试、分析了高温高压后金属锆的结构变化。结果显示，金属锆在理论相变开始温度之前的高温高压处理，发生了结构转变。平均晶粒尺寸的计算结果表明了温度和压力对晶粒尺寸都有一定的影响。
　　利用高精度热膨胀仪研究了处理前后金属锆在连续加热条件下的热膨胀行为。结果表明高温高压处理后，金属锆的热膨胀系数下降。利用电化学实验站进行了耐蚀性能测定，极化曲线显示，处理后的金属锆的耐蚀性能有所改善，在800℃各压力条件下，耐蚀性能显著提高。
　　利用端面摩擦磨损试验机对处理前后金属锆进行了摩擦磨损试验，并用扫描电子显微镜对试样的表面形貌进行分析。结果表明，摩擦磨损过程中，主要为粘着磨损，处理后的金属试样的失重量较小，耐磨性能提高。硬度测试结果显示，随着压力、温度的升高，自然时效时间的延长，硬度显著增加。

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第1章 绪论

1.1 锆的性能特点

1.2 锆及其化合物的用途

1.3 锆广阔的应用前景

1.4 高压技术与装置

1.5 本文主要研究内容

第2章 实验设备和方法

2.1 实验材料

2.2 实验设备

2.3 实验方法

2.4 检测方法和设备

第3章 高压下金属锆的XRD分析

3.1 常温常压下金属锆的XRD分析

3.2 压力对高压高温预处理后金属锆的结构影响

3.3 本章小节

第4章 高压预处理后金属锆的热膨胀性能

4.1 常温常压下金属锆的热膨胀性能

4.2 压力对高压高温预处理后金属锆热膨胀性能影响

4.3 本章小节

第5章 高压预处理后金属锆的耐蚀性能

5.1 常温常压下金属锆的耐蚀性能

5.2 温度对高压高温预处理后金属锆的耐蚀性能影响

5.3 本章小节

第6章 高压预处理后金属锆的硬度和耐磨性能

6.1 硬度测试和分析

6.2 干滑动摩擦磨损性能测试

6.3 干滑动摩擦磨损性能分析

6.4 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间主要成果

致谢

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