胡丽娟
- 作品数：43 被引量：59H指数：4
- 供职机构：上海大学材料科学与工程学院材料研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术核科学技术理学更多>>
- Cu对Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb合金在400℃含氧过热蒸气中耐腐蚀性能的影响
- 2023年
- 为了探究Cu对Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb(质量分数,%)合金在400℃/1×10^(-6)μL/L含氧过热蒸气中耐腐蚀性能的影响。将Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb和Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb-0.05Cu合金样品放入动态高压釜中进行400℃/10.3 MPa/1×10^(-6)μL/L含氧过热蒸气腐蚀试验。采用SEM、TEM和XPS等表征手段对氧化膜的显微组织以及氧化膜中各元素的价态进行分析。结果表明:微量Cu的添加改善了Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb合金的耐腐蚀性能;Cu在氧化膜中主要以Cu和Cu^(+)形式存在;Cu的添加会促进氧化膜中的Sn和Sn^(2+)向Sn4+和Fe^(2+)向Fe^(3+)的转化。从Cu的添加影响氧化膜中合金元素的氧化行为和抑制了氧化膜中孔隙和裂纹生成等角度探讨了Cu改善Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb合金耐腐蚀性能的原因。
- 徐诗彤白勇姚美意黄建松胡丽娟林晓冬谢耀平梁雪彭剑超周邦新
- 关键词：CU锆合金显微组织
- 事故容错燃料包壳Fe-Cr-Al合金α-α′相分离的研究进展被引量：2
- 2021年
- 2011年日本福岛核事故后,国内外研究者迫切希望开发出能够代替传统Zr合金的包壳材料,以提升核反应堆的事故容错能力。Fe-Cr-Al合金因具有良好的加工性能、较好的抗辐照性能、优良的抗高温氧化性能和耐常规腐蚀性能等优点,成为事故容错燃料(ATF)包壳的候选材料之一。然而,现有的Fe-Cr-Al合金仍难以满足核反应堆包壳材料的性能要求,其中Fe-Cr-Al合金的α-α′相分离始终是制约其发展的关键因素。本文综述了近年来国内外有关Fe-Cr-Al合金在热时效或辐照条件下发生α-α′相分离的研究现状,分析了引起α-α′相分离的主要原因,提出了目前α-α′相分离研究存在的问题以及未来主要的研究方向。
- 戴学峰林晓冬张杰姚美意胡丽娟谢耀平
- 关键词：FE-CR-AL合金热时效辐照
- 锆合金氧化膜中氢吸附行为的第一性原理研究被引量：3
- 2021年
- 采用第一性原理计算研究了锆合金氧化膜中氢的吸附行为,并着重分析了晶界的氢吸附。结果表明:氧化膜晶界比晶内更容易吸附氢,氢以原子或分子形式被晶界吸附。随着晶界吸附的氢含量增加,晶界吸附氢的能力逐渐减弱,表明氧化膜晶界的氢吸附量有限,这与Sundell等的试验结果一致。最后,从电子层次揭示了晶界吸附氢的微观机制。
- 李彤谢耀平胡丽娟王洋
- 关键词：锆合金晶界氢吸附第一性原理计算
- 500℃过热蒸汽中锆合金不同取向晶粒表面氧化膜应力状态的模拟研究被引量：2
- 2021年
- 腐蚀各向异性是锆合金腐蚀过程中需要重点关注的一个问题,对于研究锆合金腐蚀机理有着重要的意义。基于有限元方法模拟了500℃/10.3 MPa过热蒸汽中锆合金(1120)取向晶粒及(0001)取向晶粒表面氧化膜的应力状态。模拟结果表明:锆合金2种取向晶粒表面氧化膜的应力分布规律一致,呈梯度分布,在氧化膜厚度方向上,应力自氧化膜内表面向氧化膜外表面递减;氧化膜内应力随氧化膜厚度的增加均呈先减小再增加再减小的趋势,在氧化膜达到10μm后,应力不再有明显的变化;尽管2种取向的晶粒表面氧化膜应力变化规律一致,但(1120)取向晶粒及(0001)取向晶粒表面氧化膜应力大小及应力梯度存在明显的差异,这也是其耐腐蚀性能不同的原因之一。
- 周志浩胡丽娟李晓健姚美意谢耀平周邦新
- 关键词：锆合金各向异性应力
- Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb-0.03Ge合金在400℃不同氧含量过热蒸汽中的腐蚀行为
- 2023年
- 为了探究Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb-0.03Ge(质量分数,%)合金在400℃/10.3 MPa不同氧含量过热蒸汽中的腐蚀行为,将Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb-0.03Ge合金样品分别放入静态高压釜和动态高压釜中进行400℃/10.3 MPa的除氧、300×10^(-9)溶解氧(DO)和1000×10^(-9)DO过热蒸汽腐蚀试验。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等表征手段对合金和氧化膜的显微组织以及氧化膜中各元素的价态进行分析。结果表明,与除氧环境相比,Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb-0.03Ge合金在300×10^(-9)DO和1000×10^(-9)DO环境中的平均腐蚀速率分别增加了23.5%和29.4%,这说明DO会加速合金的腐蚀,且DO含量越高腐蚀加速作用越明显;DO不但促进了氧化膜中Fe、Cr、Sn和Ge等合金元素的氧化,还会加速O/M界面处Zr→ZrO_(x)→ZrO_(2)的演化过程;基于以上两个方面提出了一种DO加速锆合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀的机制:腐蚀环境中DO含量的增加导致氧化膜中参与反应的O^(2-)和OH^(-)的浓度增加,这一方面加速了氧化膜中合金元素的氧化,导致氧化膜中缺陷浓度增加和局部附加应力增大;另一方面加速了O/M界面处Zr→ZrO_(x)→ZrO_(2)的演化,使O/M界面处产生更大的应力,提供更短的应力驰豫时间。这两方面的作用都会促进氧化膜中孔隙、裂纹等缺陷的生成,加速O^(2-)和OH^(-)的扩散,进而加速了合金的腐蚀。
- 徐诗彤姚美意白勇黄建松林晓冬胡丽娟谢耀平梁雪彭剑超徐静周邦新
- 关键词：锆合金溶解氧显微组织
- 含Nb或Ge的锆合金表面氧吸附行为的第一性原理研究被引量：3
- 2016年
- 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了纯锆表面和含Nb或Ge锆合金表面上氧的吸附性质.结果表明,Nb和Ge对Zr(0001),(1120)和(1010)表面吸附性质的影响各不相同.根据计算得到的偏聚能结果,Nb和Ge迁移到Zr(0001)表面比迁移到其他两个表面更容易,而Nb和Ge都可以降低Zr(0001)表面对氧原子的吸附能力,因此这两种元素都能抑制锆合金的初始氧化.进一步的电子结构分析发现,Nb和Ge改变表面对氧原子的吸附能力是通过改变表面d能带的分布来实现的.
- 张海辉李晓娣谢耀平胡丽娟姚美意
- 关键词：锆合金耐腐蚀性能密度泛函理论
- 小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料及其制备方法
- 本发明公开了一种小型水冷核反应堆用锆合金包壳材料及其制备方法，应用于小型水冷核反应堆用锆合金燃料包壳及定位格架条带等结构材料。该锆合金的化学组成以重量百分比计为：0.6～1.2％Sn，0.2～0.5％Fe，0.1～0.3...
- 姚美意周邦新徐诗彤胡丽娟
- 文献传递
- 不同氧化程度锆合金失水事故降温过程应力场演变研究
- 2023年
- 为了研究不同氧化程度的锆合金在失水事故过程应力场的演变规律,以失水事故后三层结构的Zr-4包壳为研究对象,将α-Zr(O)体积分数代表不同氧化程度的锆合金包壳,建立3种不同氧化结构的锆合金模型并进行1200~800℃再到室温的两步冷却有限元模拟。计算结果表明:氧化膜内的应力为压应力,且氧化膜应力随温度降低的变化梯度最大,导致α-Zr(O)层与基体的交界处产生较大的残余应力;基体组织体积占比越大的模型降温后内部残余应力越小;低氧化程度模型中α-Zr(O)层在降温末期应力基本不变,但在氧化程度较高时有明显的应力集中现象,高氧化程度模型在降温时会产生较大的压应变,并导致基体产生较大变形。对降温过程不同氧化程度模型的各组织进行了相应的本构分析,发现淬火初期各层组织的应力先降低后增加,基体靠近α-Zr(O)层边缘组织与心部组织力学性质存在差异,氧化程度较高的模型,同样应变下基体心部组织压应力高于边缘组织。
- 胡丽娟陈曦冉李晓健张鸿林王子璇姚美意谢耀平
- 关键词：有限元锆合金耐腐蚀性能
- 高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理
- 2024年
- 为探究高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理,研究了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb(质量分数,%)合金在除氧(DE)、300μg/kg溶解氧(DO)、1000μg/kg DO的400℃、10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为,采用SEM、TEM和XPS分析了氧化膜的显微组织和Nb元素价态。结果表明:Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能随着DO浓度升高而变差;合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理主要有2方面,一方面是DO加速了氧化膜中Nb元素的氧化,促进了Nb^(2+)向Nb^(5+)的转换;另一方面是DO促进了第二相氧化成m-Nb_(2)O_(5)以及非晶,进而促进了裂纹的萌生与生长,裂纹为O的扩散提供了快速通道,氧化膜显微组织的演化速率更快,最终加速了合金的腐蚀进程。
- 黄建松裴文徐诗彤白勇姚美意胡丽娟谢耀平周邦新
- 关键词：锆合金溶解氧显微组织
- Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-xNb合金在He^(+)辐照下的显微组织演变及其对腐蚀行为的影响被引量：1
- 2023年
- 本工作采用2 MeV He^(+)在300℃下对Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-x Nb(x=0,1.0,mass fraction,%)合金进行辐照,然后在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中进行高压釜腐蚀实验,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究辐照对合金显微组织及腐蚀行为的影响。结果表明,添加Nb改变了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr合金中第二相的数量、尺寸和晶体结构。He^(+)辐照1 dpa后,合金的辐照损伤峰区域分布有大量的He泡和型位错环,添加Nb对He泡和位错环的数量及第二相的元素扩散等均产生了一定的影响。腐蚀结果表明,He^(+)辐照或添加1.0%的Nb均可促进Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr合金的腐蚀,但当二者同时存在时,辐照能减弱Nb促进腐蚀的作用。
- 易丽莎张兴旺林晓冬姚美意胡丽娟李健健梁雪彭剑超谢耀平周邦新
- 关键词：锆合金NB含量离子辐照显微组织氧化膜
