邓鸿章,王震宏,赵福泽,宋衎,苏斌.铌在铀熔体中的溶解扩散行为研究[J].稀有金属材料与工程,2020,49(6):1984~1988.[Deng Hongzhang,Wang Zhenhong,Zhao Fuze,Song Kan,Su Bin.Research on the Dissolution and Diffusion of Niobium in Uranium Melt[J].Rare Metal Materials and Engineering,2020,49(6):1984~1988.]
铌在铀熔体中的溶解扩散行为研究
投稿时间:2019-04-24  修订日期:2019-06-27
中文关键词:  铀铌合金  固液界面  溶解  扩散  电磁搅拌
基金项目:中国工程物理研究院材料研究所特聘人才专项基金(TP02201801)
中文摘要:
      铀铌合金具有优异的抗腐蚀性能和良好的综合力学性能,是核工程中重要的结构与功能材料。通过直接真空感应熔炼的方式实现铀铌合金的合金化,可大幅度提高铀铌合金的生产效率。然而,铀铌合金的真空感应熔炼合金化过程易出现合金化不充分的现象,该问题主要与固态铌在铀熔体中的溶解扩散过程有关。为了提高对固态铌在铀熔体中的溶解扩散的认识,精确优化铀铌合金的真空感应熔炼工艺,提升铀铌合金材料质量,本文对固态铌在铀熔体中的溶解扩散行为进行了研究。通过溶解扩散实验获得铌在铀熔体中的溶解速率v与熔体温度T存在v=0.3651exp(-21150[K]/T)[m/s]关系;对U/Nb溶解扩散界面进行了表征,结果显示铌溶解于铀熔体的过程中,U/Nb溶解扩散界面形成了与固态Nb存在位向关系的片状结构;对比有无电磁搅拌情况下铌在铀熔体中的溶解行为及U/Nb界面结构,结果表明电磁搅拌提高了铌在铀中的溶解速率并改变了U/Nb界面的片状结构。
Research on the Dissolution and Diffusion of Niobium in Uranium Melt
英文关键词:uranium-niobium alloy  solid-liquid interface  dissolution  diffusion  electromagnetic stirring
英文摘要:
      Uranium-niobium (U-Nb) alloys have excellent corrosion resistance and good mechanical properties. They are good candidates for structural materials and functional materials of nuclear engineering. Fabrication of high quality uranium-niobium alloys using direct vacuum induction melting process is of great significance for efficiency promotion. But unsufficient alloying is the main problem of U-Nb alloy fabricated by direct vacuum induction melting process. The dissolution and diffusion of solid Nb in U melt is the key point of direct vacuum induction melting process of U-Nb alloy. So, in this paper, we investigated the dissolution and diffusion of Nb in U melt using experimental method. The actual dissolution rate of Nb in U melt with different temperature was obtained. The dissolution rate of Nb in U melt v and the melt temperature T have a relation of v=0.3651exp(-21150[K]/T)[m/s]. Scanning electron microscope observation shows sheet structure forms at the U/Nb interface during the dissolution process of Nb in U melt. When electromagnetic stirring is used, the dissolution rate of Nb in U melt increases obviously and the morphology of sheet structure at the U/Nb interface changes.
作者单位E-mail
邓鸿章 中国工程物理研究院材料研究所 13778084897@163.com 
王震宏 中国工程物理研究院材料研究所  
赵福泽 中国工程物理研究院材料研究所 fzzhao11s@alum.imr.ac.cn 
宋衎 中国工程物理研究院材料研究所  
苏斌 中国工程物理研究院材料研究所  
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