Ti-Mo合金氢化物结构及缺陷的衍射分析

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	Ti-Mo合金氢化物结构及缺陷的衍射分析
	苑学众
学位类型	博士
导师	吴尔冬
	2006-06-20
学位授予单位	中国科学院金属研究所
学位授予地点	金属研究所
学位专业	材料物理与化学
关键词	Ti-mo合金零基合金氢（氘）化物晶体结构晶体缺陷 X射线衍射中子衍射原位衍射 Rietveld法氢气反应装置
摘要	本文利用X射线衍射，原位X射线衍射和中子衍射技术，结合Rietveld全谱拟合法，对不同Mo含量（Mo: 5-50at.%）的Ti-Mo系列合金氢（氘）化物的结构进行研究。研究了氢化物的晶格参数、晶粒尺寸、微观应变等随Mo含量和温度变化的规律；研究了氢（氘）在晶格中的占位及其对晶格变形的影响；重点对氢化物及氘化物中的缺陷进行了研究。为适应研究工作的需要，自行从头编制了Rietveld法的拟合程序SYDAP；自行研制了便携式的氢（氘）气体反应装置。自行研制的氢（氘）气体反应装置设计合理、性能可靠、使用方便。除可进行常规的氢化物制备和测试外，还可用于进行原位的中子衍射实验。可配装高Mn钢或Ti-Zr零基合金样品室，以提高收集的样品本身数据的质量。 X射线、中子衍射实验和Rietveld分析确认，Ti-Mo系列合金饱和充氢后生成fcc结构的d相氢化物。氢（氘）原子占据氢（氘）化物fcc晶格的四面体间隙位置。氢（氘）化物的晶格参数随Mo含量的增加而单调减小。合金氢化物和氘化物的X射线及中子衍射谱衍射峰形均出现了各向异性宽化。Mo含量在5at.%的Ti-Mo合金氢化物还出现了峰位的明显位移。利用原位X射线衍射技术并结合Rietveld法，研究了Ti-Mo系列合金氢化物在退火过程中的结构变化。Ti-Mo系列合金的d相氢化物在退火过程中转化为bcc结构的b相含氢固溶体，含Mo为5at.%的d相氢化物还出现hcp结构的a相。发生相变的温度随Mo含量增加而降低。d相与b相共存于同一颗粒，b相的弹性模量小于d相，d相的体积膨胀率比b相大~20%。b相晶粒在高温区会出现晶粒细化现象。含Mo量大于20at.%的d相氢化物在升温过程中可转化为两种晶格参数不同的b相固溶体。分别用X射线衍射和中子衍射对饱和吸氘的Ti-Mo零基合金（Mo: 33at.%）氘化物进行了研究。线展宽分析表明合金的氘化引起晶格的严重变形，而微应变很可能是位错引起的。基体合金晶格的变形和氘形成的亚晶格的变形可认为是大体协调的。相对于基体合金晶格，氘的亚晶格的变形出现了明显的松弛。对D/M=1.52的Ti-Mo零基合金氘化物的X射线衍射分析发现了摩尔含量~23%的bct结构的新的氘化物相。自行编制了Rietveld法拟和程序—SYDAP。介绍了程序的基本原理、结构和功能。程序采用了普通的Newton法和Lavenberg-Marquard法两种非线性最小二乘算法，提高了程序的适用性。拟和效果采用R值等数值判据进行评价。程序输出两种格式的拟和图数据文件。除具有普通Rietveld法程序的功能外，可对双峰的比例因数、半高宽参数进行独立的拟和。程序还加入了计算层错率和位错的模型。用该程序对Ti-Mo合金氢化物的层错率和位错进行了计算。通过SYDAP和LHPM程序的计算并与TEM的结果进行比较，认为在Ti-Mo系列合金氢化物及氘化物中，可含有大量的层错（主要是含Mo 5at.%的合金氢化物）、位错等缺陷，位错以螺位错为主。
页数	138
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16874
专题	中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	苑学众. Ti-Mo合金氢化物结构及缺陷的衍射分析[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006.