西安交通大学刘志伟教授：基于超声辅助液相法的新型铝基中子吸收材料制造过程控制研究

2023-08-04 19:28:43 来源：特铸杂志

基于超声辅助液相法的新型铝基中子吸收材料制造过程控制是当前研究的重要方向。铝基中子吸收材料具有在核能领域应用的巨大潜力，而超声辅助液相法作为一种新兴制备方法，在材料制造过程中可以提供更好的温度和组分控制，以及更均匀的材料结构。

在该研究中，制造过程的控制涉及以下几个方面：

温度控制：超声辅助可以提供更均匀的温度分布，从而控制制备过程中的温度梯度和温度升降速率。通过调节温度，可以影响材料的晶粒尺寸、晶界分布和相形貌，进而影响中子吸收性能。因此，合理控制超声辅助液相法的温度参数是确保材料性能的关键。

(资料图片)

组分控制：超声辅助液相法能够实现更好的组分均匀性，在制备过程中控制不同元素的含量和分布。通过调节原料的配比和溶液的浓度，可以调控材料的组分，并优化中子吸收性能。研究者通过对溶液的搅拌和超声的应用，确保材料中不同元素的均匀分散。

结构控制：超声辅助液相法在制备过程中引入超声波的机械作用，可以促进溶液中的物质传输和相变行为。这有助于形成更加均匀的晶粒尺寸、减少杂质以及提高相界面的结合强度。通过控制超声波的功率、频率和时间等参数，可以调节材料的晶体结构和相互作用，从而实现中子吸收性能的优化。

在制造过程控制研究方面，研究者们结合实验和模拟方法，通过调整超声辅助液相法的参数，探索最佳的制造条件。实验技术如X射线衍射、扫描电子显微镜等被用于分析材料的晶体结构和组织特征。数值模拟则可用于模拟和预测制造过程中的温度、组分分布和材料结构形态。

综上所述，基于超声辅助液相法的新型铝基中子吸收材料制造过程控制的研究是一个具有前景和挑战的领域。通过合理调节温度、组分和结构等关键参数，可以优化材料的中子吸收性能，为核能应用提供更高效和可靠的材料选项。未来的研究还需进一步探索制备过程的优化和材料性能的表征，以推动该领域的发展和应用。

西安交通大学 刘志伟 教授将在“2023年第十九届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十三届全国铸造复合材料学术会议”上作“ 基于超声辅助液相法的新型铝基中子吸收材料制造过程控制研究 ”的报告。

嘉宾简介

/ 刘志伟教授 /

西安交通大学

刘志伟，河北正定人，西安交通大学教授、博导，现为西安交通大学材料学院铸造及耐磨材料研究所所长。2012年，2014年分别于上海交通大学（材料加工工程）、美国Purdue University（工程技术）获得博士学位。主要从事高性能有色合金及其复合材料制备与应用、金属材料凝固、超声冶金等研究。主持包括国家自然科学基金在内的多项课题，以第一/通讯作者在Chemical Engineering Journal, Ultrasonics Sonochemistry, Composites B, MMTA/B等期刊发表论文50余篇，授权美国专利1项，中国发明专利6项，获得2023年度陕西省高等学校科学技术一等奖1项。

研究方向： 高性能有色合金及其复合材料制备与应用、金属材料凝固、超声冶金

拟报告摘要：

核电作为清洁、稳定能源，已成为中国能源向低碳、环保转型的重要选项。中国“双碳目标”的提出，要求我国稳步推进核电发展。核电乏燃料安全贮运成为核电领域内必须解决的关键问题。研发新型结构功能一体化铝基中子吸收材料对于核电安全发展至关重要。本研究利用高强超声辅助液相复合法成功制备出铸态组织良好、易变形新型含Gd元素B4C/铝基中子吸收材料，研究分析了超声在材料制备过程中的作用机制，研究了材料铸态/热轧态下组织演变规律，测试了塑性变形后的铝基中子吸收材料力学性能和中子屏蔽性能。研究工作为开发新型核电乏燃料贮运用中子吸收材料提供了新途径。

课题组或部门研究成果简介

西安交通大学材料学院铸造及耐磨材料研究所的前身是1952年成立于上海的交通大学铸造专业，主体部分于1957年迁至西安。2002年底材料学科调整和整合，将原设在本校机械工程学院的铸造专业调整到材料学院。属于材料科学与工程学科主要组成部分，对国民经济的发展和国防建设具有不可或缺的重要作用。铸造所现有教职工18人，其中教授（博士生导师）6人、副教授5人，中级职称6人。具有博士学位的教师16人。每年可招收计划内硕士研究生约20人、博士研究生约10人。目前在读硕士研究生60余人，博士研究生30余人。主要研究方向为先进铸造金属及其复合材料、耐磨蚀合金及复合材料。以第1完成单位获国家技术发明二等奖（2006年、2010年）2项；教育部、陕西省技术发明一等奖4项、教育部科技进步三等奖1项；西安市科技厅技术进步一等奖1项；近年来发表论文300余篇。

关于会议

2023年第十九届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十三届全国铸造复合材料学术会议将于8月4-7日在郑州华智酒店召开，本次年会拟邀请铸造相关高校100余所，研究院所40余家，相关企业200余家，会议预计参会代表400-500人。会议预计安排大会报告30余个，论坛报告100余个。同期举办“先进轻合金论坛”、“特种铸造工艺成形论坛”、“高熵合金与高温合金论坛”、“金属基复合材料论坛”、“耐磨材料专题论坛”、“研究生论坛”。

会议详情

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