强流脉冲电子束作用下Cu表面合金化Mo研究

钼（Mo）与铜（Cu）之间属于二元互不固溶体系,然而结合了Mo的高温硬度和强度以及Cu的导电导热等优异性能的Cu-Mo复合材料却在电触头、散热元件等领域有着重要的应用。存在的问题是Cu-Mo之间的固溶度极低,难以实现合金化,从而极大地限制了Cu-Mo复合材料优异性能的发挥。该研究尝试采用强流脉冲电子束（HCPEB）技术实现Cu-Mo互不固溶体系的合金化,从而达到改善材料表面力学性能的目的。利用HCPEB辐照预制Mo涂层粉的Cu基体进行辐照,研究不同脉冲次数对样品固溶度、相结构和表面硬度的影响。结果表明,HCPEB辐照可以有效提高Cu-Mo互不固溶体系的固溶度,15次辐照后,Mo在Cu基体中的固溶度达到最高;随辐照次数增加,Cu(Mo)固溶体受热脱溶影响导致合金层中的固溶度反而有所降低。微观结构图像显示,15次HCPEB辐照后样品表层中可观察到大量的球形以及摩尔形态的Mo颗粒;当辐照次数增加到35次后,Mo颗粒大多倾向于分布在晶体缺陷处,且脱溶析出的Mo颗粒与基体存在一定的取向关系。性能测试结果表明,HCPEB合金化处理后Cu(Mo)合金化表层的硬度与辐照次数呈统一变化趋势,即随辐照次数...     

烧结成型的UO2陶瓷燃料微观力学性能研究进展

作为反应堆的核心,UO2陶瓷燃料的力学性能与其安全可靠性、经济性紧密相关,一直是国内外的研究热点。当前学者已针对未辐照UO2燃料开展了大量研究,结果表明,UO2燃料的力学性能受晶粒尺寸、晶体取向、气孔率、O/U比、应变量、掺杂相类型及掺杂量等多种因素影响,并且还与测试温度密切相关,但这些影响因素对其力学性能的耦合作用尚不清楚。近年来国外研究者还通过先进的纳米力学测试技术,对辐照后的UO2陶瓷燃料进行了研究,为其设计制备和寿期内性能预测提供了关键数据支撑。首先介绍了UO2微观力学性能研究手段,并对未辐照以及辐照后UO2陶瓷燃料微观力学性能研究进展进行了综述,总结了现有的不足并提出了后续研究的建议:在服役温度以及事故温度下对不同燃耗的UO2燃料开展研究,获得实际工况和事故工况下UO2燃料微观力学性能随燃耗的演变规律及机制,为燃料元件持续优化改进提供支撑。     

微通道平行流蒸发器流程结构优化设计

在相同的芯体尺寸下,试验研究微通道平行流蒸发器流程结构和扁管改变对制冷剂流动及换热性能的影响。当蒸发器芯体由2流程改为4流程时,试验结果表明制冷能力降低2.1%～4.1%,制冷剂压力损失增加7.8%,空气侧阻力减小2.9%～3.8%,芯体出风侧温度均匀性有明显改善。此外,在4流程基础上,当扁管高度由1.4 mm改为1.8 mm时,芯体每流程的流通面积增大65.1%,制冷能力提高6.9%～11.3%,制冷剂压力损失降低27.8%,空气侧阻力增大8.4%～10.1%,芯体出风侧温度均匀性与之前相当。     

电子束辐照后聚甲基丙烯酸甲酯的电荷特性

用电子束辐照的方法将电荷引入聚甲基丙烯酸甲酯中,研究了电子束辐照对样品电导率、介电常数的影响,以及电荷脱阱对样品的破坏行为.结果表明,电介质的击穿并不总是发生在电荷的注入过程中,也可以发生在空间电荷的脱阱过程中.同时探讨了注入电荷在样品内的输运情况和空间电荷脱阱对样品的破坏机理.     

WWER反应堆压力容器热–力耦合行为

目的 研究纯Fe、Fe–Cr和Fe–Ni二元体系合金及Fe–Cr–Ni三元体系合金材料压力容器在辐照条件下的热–力耦合行为。方法 选用纯Fe、Fe–36Ni和16MND5二元体系合金以及SA508–3三元体系合金材料为研究对象,采用ABAQUS有限元软件建立压力容器模型,基于UMAT功能将Zr–4包壳材料热源的热膨胀系数模型导入有限元软件中,模拟不同合金材料的压力容器在中子辐照和高温、高压作用下的热–力耦合行为,分别分析压力容器温度场、位移场和应力场的分布情况及随辐照时间的变化情况。结果 包壳温度由内壁向外壁依次降低,包壳内壁温度为353 ℃,最大温差为20 ℃。Fe–36Ni合金受到的最大应力为3.45 MPa,而纯铁受到的最大应力只有1.2 MPa。在中子辐照作用下温度和应力主要集中在压力容器的中心部位,而在压力容器的上下两端容易产生位移集中。结论 合金体系的不同不影响辐照作用下压力容器的温度场、位移场和应力场的分布规律。温度、位移和应力值的大小随着合金体系的改变而改变,温度场和应力场对合金体系更为敏感,即辐照作用下燃料元件的宏观力学性能对合金元素具有敏感性。     

快中子辐照CZ-Si的FTIR分析

应用FTIR技术研究了不同剂量(1×1017～1.17×1019n/cm2)快中子辐照直拉硅(CZ-Si)的辐照缺陷和间隙氧在不同温度热处理时的行为.发现随辐照剂量的增加未退火的样品的间隙氧含量迅速下降,并且间隙氧的下降明显分为3个阶段.FTIR谱表明快中子辐照后主要的辐照缺陷为VO(829 cm-1)复合体.在低温条件下热处理300℃829cm-1(VO)开始消失并出现了825 cm-1(V2O2)、833cm-1(V3O2)、和840cm-1(V2O)和919cm-1(I2O2)四个红外吸收峰,退火温度升高到500℃后只剩下了825cm-1和919cm-1两个缺陷-杂质复合体的红外吸收峰.高温1100℃0.5h辐照引入的缺陷-杂质复合体很快的被消除.延长退火时间辐照样品和未辐照样品的间隙氧沉淀速度有很大的不同.     

微型注塑加工条件下聚甲醛/尼龙11/碳纳米管复合材料的结晶形貌及充填行为

文中将与聚甲醛(POM)加工温度接近的工程塑料尼龙11(PA11)引入POM/碳纳米管(CNTs)体系制备POM/PA11/CNTs三元复合材料,研究相应微型注塑和常规注塑样品中PA11、CNTs等分散相的形貌结构及不同微型注塑加工条件下的结晶熔融行为和充填行为。扫描电子显微镜分析表明,常规样品中PA11呈椭球状无规分散于POM基体树脂中,而在微型样品中PA11呈现多层次结构,在皮层和剪切层区域PA11形成纤状结构并沿熔体流动方向取向,在芯层区域的成纤及取向程度则明显减弱。此外,无论对微型样品还是常规样品,大多数CNTs均选择性分散于PA11分散相中。差示扫描量热分析结果表明,PA11的加入抑制了POM的结晶,随注射速度和模具温度的升高,POM的熔融峰向高温方向移动。最后,利用微型注塑机获得的在线数据研究了三元复合体系在微型模腔中的充填行为。     

CFRP@GFRP混杂复合材料杆体在水浸泡环境下的性能演化

碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)@玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)混杂复合材料杆体发挥碳纤维的高力学、疲劳性能与玻璃纤维的低成本、高变形能力等优势,在桥梁与海洋工程中具有巨大应用潜力,如跨海大桥斜拉索。针对CFRP@GFRP混杂复合材料杆体在服役环境下长期性能演化,本文采用加速试验方法研究蒸馏水环境下CFRP@GFRP混杂复合材料杆体的水吸收及界面剪切性能长期演化规律。研究结果表明:混杂复合材料杆体皮、芯层及杆体吸水行为符合Fick定律,GFRP皮层扩散系数最大,CFRP芯层次之,混杂复合材料杆体由于在皮/芯界面层形成吸水屏障而扩散系数最小。浸泡在蒸馏水环境下芯层、皮/芯界面及皮层界面剪切强度下降,这是由于浸泡过程中水分子通过氢键形式与树脂基体结合形成结合水,导致树脂基体发生水解和塑化及纤维/树脂界面脱黏。基于Arrhenius加速理论建立了混杂复合材料杆体在三座典型桥梁服役环境下的界面剪切强度预测模型。      

退火温度及存储对辐照后VDMOS参数恢复特性影响

对VDMOS各样品进行总剂量3KGy(Si)的γ射线辐照试验,对比了试验前后的阈值电压、亚阈值电流、跨导及导通电阻的变化情况,并从理论上分析了参数退化的原因。然后研究了辐照后VDMOS各样品在室温下长时间存储及退火后参数的变化情况,并做出了解释。试验结果表明:γ射线辐照使得各样品参数有不同程度的退化,其中,A类样品的阈值电压平均退化4.5V,B类样品平均退化1.74V;亚阈值电流增长大于2个数量级;跨导平均增长0.7S;导通电阻平均退化0.052Ω。在室温下长时间存储后样品参数有小幅度的恢复。高温退火使得样品各参数基本恢复至辐照前水平。     

总剂量效应模拟试验中的模拟源比较

分析了模拟试验中各种辐射源对试验样品的影响,从理论上分析了在总剂量辐照试验中不同模拟源的差异,对辐照模拟源的选取给出了选择的建议.     

加速器驱动次临界系统用嬗变核燃料研究进展分析

加速器驱动次临界系统（Accelerator driven subcritical system,ADS）是乏燃料安全处理处置关键瓶颈问题的优秀解决方案,而开发适用于该系统的嬗变核燃料正是ADS研发的关键任务之一。然而由于嬗变对象次锕系元素的固有特殊性质、嬗变燃料体系相关机理尚不十分明确、制备技术难度大、嬗变核燃料相关试验数据和运行经验的欠缺等原因,ADS用嬗变核燃料的研发十分复杂且极具挑战。本文系统综述了作为ADS重要候选嬗变燃料的氧化物弥散型燃料CERCER/CERMET、氮化物燃料和金属燃料的研究进展,包括制备工艺、辐照实验和辐照后检验结果、物性参数、主要优缺点等内容,以期为我国ADS用嬗变核燃料的研发提供一定思路和参考。     

高能W~(6+)预辐照对钨表面微结构的影响

利用低能H离子对20 Me V W~(6+)预注入和未注入的钨样品进行辐照实验,考察H离子能量(20-520 e V)和辐照温度(673-1073 K)变化对钨表面微结构的影响。采用非破坏性的导电模式原子力显微镜和扫描电镜分析预注入和未注入钨样品的表面形貌和内表面缺陷分布情况。结果表明,辐照后的样品表面出现大量的纳米尺寸凸起,高能W~(6+)预注入的样品表面损伤要小于未注入的钨样品,意味着高能离子预注入会对材料的表面损伤起到抑制作用,但是当辐照温度高于1073 K时,这种抑制作用开始减弱。     

三芯铅延期体在毫秒雷管生产中的应用研究

通过对三芯延期体从秒量精度、安全性、延期药消耗等方面进行试验,为三芯延期体在毫秒雷管生产中的推广应用提供了有价值的结论.     

电子辐照直拉硅中VO2的红外光谱表征

用能量为1.5MeV,剂量为1.8×101 8e/cm2的电子束辐照直拉硅单晶样品,通过傅里叶变换红外光谱技术(FTIS)研究了辐照后样品中VO2缺陷随退火温度的变化及其热稳定性。实验结果表明,辐照在样品中引入了VO2的亚稳态缺陷,其特征吸收峰在低温红外光谱中向高频方向移动,300℃热处理时该亚稳态缺陷转化为VO缺陷;400℃热处理样品中出现了VO2的稳态缺陷,450℃热处理该稳态缺陷的峰值强度达到最大,当退火温度达到550℃时,该稳态缺陷完全消失并转化为其它复杂的缺陷。这种稳态的VO2缺陷经历450℃长时间热处理表现出良好的热稳定性,而在500℃短时热处理后转化为其它缺陷。     

大晶粒UO2燃料芯块性能研究进展

大晶粒UO2芯块相比于传统UO2芯块而言,具有更低的辐照肿胀、更低的裂变气体释放量以及优异的抗芯块-包壳相互作用的能力.大晶粒UO2芯块作为高燃耗、长换料周期新型燃料具有很大的应用潜力,近年来受到越来越多的关注.国内外学者针对大晶粒UO2芯块开展了大量的研究,包括芯块的微观结构、烧结特性以及辐照行为等,结果表明,大晶粒UO2芯块在高燃耗和长换料周期条件下表现出优异的堆内性能,在提高压水堆核电站的经济性的同时,可以有效提高其安全性.近年来,研究人员针对大晶粒UO2芯块在欧洲、美国、俄罗斯和中国等国开展了大量的堆内辐照考验,考验的环境包括压水堆、沸水堆和高温堆等.对大晶粒UO2芯块堆内、外性能的相关研究,为芯块制备、堆内性能预测、反应堆燃料元件设计以及燃料元件工业化生产提供了支撑.本文根据国内外关于大晶粒UO2燃料芯块的研究进展,系统总结了大晶粒UO2芯块微观结构、堆外热-力学性能、大晶粒UO2芯块堆内行为,介绍了不同掺杂类型大晶粒UO2芯块的性能,分析了大晶粒UO2燃料元件行为,并指出了大晶粒UO2芯块应用所面临的问题.     

伽马辐照对掺镱硅酸盐玻璃光学性能的影响

采用传统的高温熔融法熔制了一系列掺镱硅酸盐玻璃, 并测试了这些样品经总剂量为5 kGy的钴-60伽马射线辐射源辐照前后的吸收谱、荧光谱和上转换发光光谱. 实验结果表明: 辐致暗化效应导致玻璃样品在400 nm附近出现一个非常强的宽吸收带, 其尾端可延伸至近红外区.经辐致损耗谱分析可知, 部分Yb³⁺离子在辐照过程中通过俘获电离自由电子转变成了Yb²⁺离子, 导致掺杂样品的辐致损耗明显比基质材料的要大. 在960 nm LD泵浦下辐照过的样品荧光强度、上转换发光强度及荧光寿命均有所下降, 且在476 nm附近出现了氧缺陷ODC(Ⅱ)的荧光.室温下辐照过的样品在荧光测试过程中温度明显升高并出现漂白现象.     

介电谱在镥铝石榴石晶体中的应用

为研究提拉法生长的镥铝石榴石单晶中的缺陷,采用波长为254 nm、功率为36 W的4根低压汞灯灯管,室温下在距离镥铝石榴石单晶样品15 cm远处对其进行紫外光辐照24 h,之后在样品上下两个7 mm×7 mm表面镀上电极,置于一夹具内,夹具内部由机械泵维持真空环境,外部由液氮控制温度,利用HP4194A阻抗分析仪对紫外光辐照前后的镥铝石榴石单晶进行介电谱测试。实验结果表明:紫外光辐照后的镥铝石榴石单晶的介电损耗峰出现弛豫,由该弛豫峰对频率的依赖关系表明这种介电弛豫行为是属于偶极子取向极化的弛豫型响应,由此根据偶极子的弛豫机理推断在镥铝石榴石单晶的晶格中可能存在一定数量的缺陷。     

醉蟹样品辐照剂量控制的探讨

辐射在介质中产生的效应直接依赖于所吸收的辐射能量———吸收剂量 ,为保证“醉蟹辐照保质”项目实施 ,本文从剂量计配制、放取样品位置、辐照时间的确定、辐照样品不均匀度、剂量计比对等方面进行了探讨 ,同时为商业化醉蟹辐照提供一定的参考数据。     

柱面压缩液氮低温靶的设计与实验研究

研制了柱面加载压缩的液氮温区低温靶,该低温靶以液氮为冷源将样品室冷却到所需的温度,并保持该温度,然后对注入的样品气体液化,为柱面等熵压缩提供条件。根据加载方式和保温时间要求确定了低温靶的初步结构和尺寸,在此基础上分析计算了靶体的漏热、样品室的温度分布和保温时间,对结构尺寸进行优化。在自行搭建的实验台上对柱面压缩液氮低温靶的漏热、降温、温度调控及不同环境条件下的保温特性、样品气体（氩气）液化过程的温度变化进行了试验。试验结果表明：柱面压缩液氮低温靶的温度可在一定范围进行调节控制;借助样品室顶部针阀内部的温度计,结合分批充注样品气体的方法可以很好地观测样品室液体充满状况;成功地将氩气液化,充满样品室;断开冷源和真空泵后,样品室温度可以维持93 min。     

不同辐照粒子下钨及钨合金辐照损伤行为的研究进展

研究核聚变、准稳态等离子体下面向等离子体材料的辐照行为,发展适合于先进实验超导托卡马克(EAST)、国际热核聚变实验堆(ITER)和中国聚变工程实验堆(CFETR)长脉冲高参数运行乃至未来聚变反应堆稳态运行的高性能面向等离子体材料是当前核聚变研究一项艰巨而又紧迫的任务。钨因具有高熔点、高导热率、低溅射腐蚀速率、高自溅射阀值以及低蒸气压和低氚滞留等优异性能,被认为是聚变装置最具有前景的面向等离子体材料。综合评述了钨及钨合金在不同辐照粒子下损伤行为的最新研究进展。粒子辐照造成的微观缺陷在钨及钨合金内部累积,辐照造成缺陷的形成和数量与钨基材料颗粒微观结构、第二相成分等密切相关,辐照缺陷情况各异。同时,辐照粒子种类、能量、剂量和温度等辐照条件都会对钨材料辐照后的形貌特征和缺陷产生重要影响。